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没有废话，内存管理暂时告一段落，正式进入进程管理的内容。
内核通过 task_struct 描述进程
用命令 pstree 可以让内核以树形的结构把进程之间的关系列出来，如下图：
这是进程在内核中的结构形式，那么内核是如何来以树形结构管理描述这些进程的呢?用来描述进程的数据结构，可以理解为进程的属性。比如进程的状态、进程的标识(PID)等，都被封装在了进程描述符 task_struct 这个数据结构中。
- struct task_struct {
- ......
-
- //任务状态。<0是不运行状态，=0是运行状态，>0是停止状态。
- volatile long state;
- ......
- //指向内核栈的指针
- void *stack;
- ......
-
- unsigned int policy;
- ......
- //进程内存管理信息
- struct mm_struct *mm;
- struct mm_struct *active_mm;
- ......
- //进程标识符,用来代表一个进程
- pid_t pid;
- ......
- //线程链表
- struct list_head thread_group;
- struct list_head thread_node;
-
- struct completion *vfork_done;
- ......
-
- //文件系统信息
- struct fs_struct *fs;
-
-
- //打开文件信息
- struct files_struct *files;
- ......
-
- //进程的CPU状态，切换时，要保存到停止进程的task_struct中
- struct thread_struct thread;
- ......
- };
内核就是通过list_head链表把各个进程关系以树形结构管理起来的。
task_struct 结构体内容太多，这里只列出部分成员变量，感兴趣的读者可以去源码 include/linux/sched.h头文件查看。
task_struct 中的主要信息分类：
- 标示符：描述本进程的唯一标识符 pid，用来区别其他进程。
- 状态：任务状态，退出代码，退出信号等
- 优先级：相对于其他进程的优先级
- 程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址
- 内存指针：包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针
- 上下文数据：进程执行时处理器的寄存器中的数据
- I/O状态信息：包括显示的I/O请求，分配的进程I/O设备和进程使用的文件列表
- 记账信息：可能包括处理器时间总和，使用的时钟总和，时间限制，记帐号等
- ARM64不用通过struct thread_info thread_info获取当前task_struct
- static __always_inline struct task_struct *get_current(void)
- {
- unsigned long sp_el0;
-
- asm ("mrs %0, sp_el0" : "=r" (sp_el0));
-
- return (struct task_struct *)sp_el0;
- }
-
- #define current get_current()
可以看出 sp_el0 直接作为 task_struct 返回了。对于ARM64平台，记录当前进程的task_struct地址是利用sp0_el1寄存器，当内核执行进程切换时会把当前要运行的进程task_struct地址记录到该寄存器中。因此我们current查找task_struct时也是很简单了，不再用通过sp和thread_info去定位了。
- volatile long state
-1是不运行的，=0是运行状态，>0是停止状态
Linux中的 ready 和 running 对应的都是TASK_RUNNING标志位，ready 表示进程正处在队列中，尚未被调度;running 则表示进程正在CPU上运行;
- void *stack
指向内核栈的指针，内核通过 dup_task_struct 为每个进程都分配内核栈空间，并记录在此。
- struct mm_struct *mm
与进程地址空间相关的信息。
task_struct 的分配和初始化
图中可知，上层应用通过各种方式创建进程时，最终都会通过 _do_fork 新建一个 task_struct。
