linux内核源码情景分析－进程与进程调度（一）

进程四要素：

• 有一段程序供其执行。（代码段）
• 进程专用的系统堆栈空间
• 内核中有一个task_struct的数据结构，此数据结构是内核进程调度的基本单位。
• 独立的存储空间，即专有的用户空间。（私：包括数据段和程序堆栈）

linux系统对于进程和线程（此线程不同于用户空间同一进程实现的线程）的判定就是是否具有第四条规则，第四条规则强调的是专有的用户空间。如果是共用用户空间，则是用户线程，如果一点用户空间都没有的话，就是内核线程。

intel在i386新增了一个段，叫“任务状态段”TSS。是一个104字节的数据结构，记录任务关键性的状态信息。用于任务切换和恢复（linux中任务等同于进程）

每个进程都有一个taskstruct结构体和用于系统空间堆栈的存储空间。内核分配了连续的2个物理页（8192字节，8k），其中底部1k是用于taskstruct结构体，上面7k则是系统堆栈（有大小限制，不是很大）。

进程状态分3个，在task_struct的结构体中有一个state反应当前运行状态：

• state ＝ －1，表示unrunable
• state ＝ 0， 表示runable

• state > 0, stopped:

  1. TASK_INTERRUPTIBLE 1
  2. TASK_UNINTERRUPTIBLE 2
  3. TASK_ZOMBIE 4
  4. TASK_STOPPED 8

  进程包含3个重要队列：

  • 宗族关系队列，进程关系，指向父进程和最新子进程的指针，指向兄弟进程的指针。
  • pid映射的队列，通过hash计算，在此队列中找一个下标，顺着此下标查找进程。
  • 用于遍历所有进程的线性队列。init_task进程为队首。

进程创建，执行，消亡

fork/clone/vfork

• fork创建的进程是有自己的用户空间的，与父进程不共用资源，但是复制所有资源。
• clone部分资源以指针方式复制（与父进程共享部分资源）
• vfork全部以指针方式复制（与父进程共享全部资源），就是线程。

exceve()函数可以用来执行以文件方式存在的可执行程序映象。

子进程创建后，父进程3个选择：

• 子进程先父进程“去世”，父进程会收到一个信号。
• 父进程等待子进程结束。linux提供了2个系统调用，wait3()&&wati4()，wait3等待任何一个子进程去世，wait4等待某个特殊的子进程去世。
• 父进程先子进程去世，自行结束。

其实就是同步和异步两种选择。