进程控制块

1.进程控制块的思维导图

2.task_struct结构

查看Linux的task_struct（即PCB）结构，我搜集到了以下各行代码的含义:

struct thread_info thread_info;       //存放的是PCB中频繁访问和需要快速访问的字`段。内核依赖于该字段来获得当前进程的PCB
volatile long state;                  //进程状态（-1就绪态，0运行态，>0停止态）
void *stack;                          //stack用来维护分配给进程的内核栈。 
int lock_depth;                       //锁的深度
unsigned char fpu_counter;            //FPU使用计数
pid_t pid;                            //进程pid
pid_t tgid;                           //在线程组内，每个线程都使用此线程组内第一个线程pid并将此值存入tgid
unsigned int flags;                   //用来反映一个进程的状态信息，但不是运行状态，用于内核识别进程当前的状态
struct task_struct *real_parent;      //指向父进程的指针，如果父进程不存在了，则指向PID为1的进程
struct task_struct *parent;           //指向父进程的，值与real——parent相同，需要向它的父进程发送信号
struct list_head children;            //表示链表的头部，链表中的所有元素都是它的子进程
struct list_head sibling;             //用于当前进程插入兄弟链表当中
struct task_struct *group_leader;     //指向进程组的领头进程
unsigned int ptrace;                  //ptrace系统调用，关于实现断点调试，跟踪进程运行。ptrace是一种提供父进程控制子进程运行，并且可以检查和改变它的核心image。当ptrace设置为0时不需要被跟踪。
int prio, static_prio, normal_prio;   //prio用来保存动态优先级,static_prio用来保存静态优先级，可以通过nice系统进行修改,normal_prio用来保存静态优先级和调度策略
unsigned int rt_priority;             //prio用来保存动态优先级
unsigned int policy;                  //表示调度策略
const struct sched_class *sched_class;//表示调度类
struct sched_entity se;               //表示普通进程的一个调用的实体，每一个进程都有其中之一的实体
struct sched_rt_entity rt;            //表示实时进程的调用实体，每个进程都有其中之一的实体
struct mm_struct *mm, *active_mm;     //mm	进程所拥有的用户空间的内存描述符。active_mm	指向进程运行时使用的内存描述符，对于普通的进程来说，mm和active_mm是一样的，但是内核线程是没有进程地址空间的，所以内核线程的mm是空的，所以需要初始化内核线程的active_mm。
int exit_state;                       //表示进程终止的状态
int exit_code, exit_signal;           //exit_code用来设置进程的终止代号,exit_signal	设置为-1的时候表示是某个线程组当中的一员，只有当线程组的最后一个成员终止时，才会产生型号给父进程
int pdeath_signal;                    //用来判断父进程终止时的信号
cputime_t utime, stime,       
          utimescaled, stimescaled;   //utime/stime	用于记录进程在用户状态/内核态下所经过的定时器。utimescaled/stimescaled	分别记录进程在用户态和内核态的运行的时间
cputime_t gtime;                      //记录虚拟机的运行时间
cputime_t prev_utime, prev_stime;     //prev_utime/prev_stime	记录当前的运行时间
unsigned long nvcsw, nivcsw;          //nvcsw/nicsw	是自愿/非自愿上下文切换计数
struct timespec start_time;           //进程创建时间
struct timespec real_start_time;      //进程创建时间，real还包括了进程睡眠时间
struct task_cputime cputime_expires;  //cputime_expires	用来统计进程或进程组被跟踪的处理器时间，三个成员对应的是下面的cpu_times[3]的三个链表
struct list_head cpu_timers[3];
struct signal_struct *signal;         //指向进程信号描述符
struct sighand_struct *sighand;       //指向进程信号处理程序描述符
sigset_t blocked, real_blocked;       //blocked	表示被阻塞信号的掩码
struct sigpending pending;            //存放私有挂起信号的数据结构
unsigned long sas_ss_sp;              //信号处理程序备用堆栈的地址
struct fs_struct *fs;                 //进程可执行镜像所在的文件系统
struct files_struct *files;           //进程当前打开的文件

补充:

(1)flags可使用的值为:

可使用的标记	功能
PF_FORKNOEXEC	进程刚创建，但还没执行。
PF_SUPERPRIV	超级用户特权。
PF_DUMPCORE	关于核心。
PF_SIGNALED	进程被信号(signal)杀出。
PF_EXITING	进程开始关闭。

(2)policy表示进程的调度策略，主要有以下五种：

种类	功能
SCHED_NORMAL	用于普通进程
SCHED_BATCH	普通进程策略的分化版本，采用分时策略
SCHED_IDLE	优先级最低，系统空闲时才跑这类进程
SCHED_FIFO	先入先出的调度算法
SCHED_RR	实时调度算法，采用时间片，相同优先级的任务当用完时间片就会放到队列的尾部，保证公平性，同时，高优先级的任务抢占低优先级的任务。
SCHED_DEADLINE	新支持的实时调度策略，正对突发性计算

(3)调度类

调度类	功能
idle_sched_class	每一个cpu的第一个pid=0的线程，是一个静态的线程
stop_sched_class	优先级最高的线程，会中断所有其他的线程，而且不会被其他任务打断
rt_sched_slass	作用在实时线程
fair_sched_class	作用的一般线程

它们的优先级顺序为Stop>rt>fair>idle

(4)进程的定时器，一共是三种定时器。

定时器类型	解释	更新时刻
ITIMER_REAL	实时定时器	实时更新，不在乎进程是否运行
ITIMER_VIRTUAL	虚拟定时器	只在进程运行用户态时更新
ITIMER_PROF	概况定时器	进程运行于用户态和系统态进行更新