task_struct結構描述

 1. 進程狀態（State）

進程執行時，它會根據具體情況改變狀態 。進程狀態是調度和對換的依據。Linux中的進程主要有如下狀態，如表4.1所示。

 

核心表示	含義
TASK_RUNNING	可運行
TASK_INTERRUPTIBLE	可中斷的等待狀態
TASK_UNINTERRUPTIBLE	不可中斷的等待狀態
TASK_ZOMBIE	僵死
TASK_STOPPED	暫停
TASK_SWAPPING	換入/換出

表4.1          Linux進程的狀態

 

 

·可運行狀態

處於這種狀態的進程，要麼正在運行、要麼正準備運行。正在啟動並執行進程就是當前進程（由current所指向的進程），而準備啟動並執行進程只要得到CPU就可以立即投入運行，CPU是這些進程唯一等待的系統資源。系統中有一個運行隊列（run_queue），用來容納所有處於可運行狀態的進程，發送器執行時，從中選擇一個進程投入運行。在後面我們討論進程調度的時候，可以看到運行隊列的作用。當前運行進程一直處於該隊列中，也就是說，current總是指向運行隊列中的某個元素，只是具體指向誰由發送器決定。

·等待狀態

處於該狀態的進程正在等待某個事件（event）或某個資源，它肯定位於系統中的某個等待隊列（wait_queue）中。Linux中處於等待狀態的進程分為兩種：可中斷的等待狀態和不可中斷的等待狀態。處於可中斷等待態的進程可以被訊號喚醒，如果收到訊號，該進程就從等待狀態進入可運行狀態，並且加入到運行隊列中，等待被調度；而處於不可中斷等待態的進程是因為硬體環境不能滿足而等待，例如等待特定的系統資源，它任何情況下都不能被打斷，只能用特定的方式來喚醒它，例如喚醒函數wake_up（）等。

·暫停狀態

此時的進程暫時停止運行來接受某種特殊處理。通常當進程接收到SIGSTOP、SIGTSTP、SIGTTIN或 SIGTTOU訊號後就處於這種狀態。例如，正接受調試的進程就處於這種狀態。

·僵死狀態

進程雖然已經終止，但由於某種原因，父進程還沒有執行wait()系統調用，終止進程的資訊也還沒有回收。顧名思義，處於該狀態的進程就是死進程，這種進程實際上是系統中的垃圾，必須進行相應處理以釋放其佔用的資源。

2. 進程調度資訊

發送器利用這部分資訊決定系統中哪個進程最應該運行，並結合進程的狀態資訊保證系統運轉的公平和高效。這一部分資訊通常包括進程的類別（普通進程還是即時進程）、進程的優先順序等等。如表4.2所示：

 

網域名稱	含義
need_resched	調度標誌
Nice	靜態優先順序
Counter	動態優先順序
Policy	調度策略
rt_priority	即時優先順序

表4.2               進程調度資訊

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

在下一章的進程調度中我們會看到，當need_resched被設定時，在“下一次的調度機會”就調用發送器schedule()。 counter代表進程剩餘的時間片，是進程調度的主要依據，也可以說是進程的動態優先順序，因為這個值在不斷地減少；nice是進程的靜態優先順序，同時也代表進程的時間片，用於對counter賦值，可以用nice()系統調用改變這個值；policy是適用於該進程的調度策略，即時進程和普通進程的調度策略是不同的；rt_priority只對即時進程有意義，它是即時進程調度的依據。

進程的調度策略有三種，如表4.3所示。

名稱	解釋	適用範圍
SCHED_OTHER	其他調度	普通進程
SCHED_FIFO	先來先服務調度	即時進程
SCHED_RR	時間片輪轉調度

表4.3          進程調度的策略

只有root使用者能通過sched_setscheduler（）系統調用來改變調度策略。

 

3 .標識符（Identifiers）

每個進程有進程標識符、使用者識別碼、群組識別碼，如表4.4所示。

不管對核心還是普通使用者來說，怎麼用一種簡單的方式識別不同的進程呢。這就引入了進程標識符（PID：process identifier），每個進程都有一個唯一的標識符，核心通過這個標識符來識別不同的進程，同時，進程標識符PID也是核心提供給使用者程式的介面，使用者程式通過PID對進程發號施令。PID是32位的不帶正負號的整數，它被順序編號：新建立進程的PID通常是前一個進程的PID加1。然而，為了與16位硬體平台的傳統Linux系統保持相容，在Linux上允許的最大PID號是32767，當核心在系統中建立第32768個進程時，就必須重新開始使用已閑置的PID號。

 

網域名稱	含義
Pid	進程標識符
Uid、gid	使用者識別碼、群組識別碼
Euid、egid	有效使用者識別碼、有效群組識別碼
Suid、sgid	備份使用者識別碼、備份群組識別碼
Fsuid、fsgid	檔案系統使用者識別碼、檔案系統群組識別碼

表4.4                  各種標識符 

 

另外，每個進程都屬於某個使用者組。task_struct結構中定義有使用者識別碼和群組識別碼。它們同樣是簡單的數字，這兩種標識符用於系統的安全控制。系統通過這兩種標識符控制進程對系統中檔案和裝置的訪問，其它幾個標識符將在檔案系統中討論。

4. 進程通訊有關資訊（IPC：Inter_Process Communication）

為了使進程能在同一項任務上協調工作，進程之間必須能進行通訊即交流資料。