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第三章 进程 进程的创建 与进程相关的系统调用及其应用 与调度相关的系统调用及应用 进程介绍－程序和进程 进程介绍－进程层次结构 init A B C D E 进程介绍－进程状态 ? ? ? 运行态 阻塞态 就绪态 进程控制块 对进程进行全面描述的数据结构 Linux中把对进程的描述结构叫做task_struct: struct task_struct { … … ｝ 传统上,这样的数据结构被叫做进程控制块PCB（process control blaock） 进程控制块－信息分类 状态信息－描述进程动态的变化。 链接信息－描述进程的父／子关系。 各种标识符－用简单数字对进程进行标识。 进程间通信信息－描述多个进程在同一任务上协作工作。 时间和定时器信息－描述进程在生存周期内使用CPU时间的统计、计费等信息。 调度信息－描述进程优先级、调度策略等信息。 文件系统信息－对进程使用文件情况进行记录。 虚拟内存信息－描述每个进程拥有的地址空间。 处理器环境信息－描述进程的执行环境(处理器的寄存器及堆栈等) 进程控制块－Linux进程状态及转换 fork() 进程控制块－进程标识符 每个进程都有一个唯一的标识符，内核通过这个标识符来识别不同的进程 。 进程标识符PID也是内核提供给用户程序的接口，用户程序通过PID对进程发号施令 。 PID是32位的无符号整数，它被顺序编号 每个进程都属于某个用户组。 task_struct结构中定义有用户标识符UID（User Identifier）和组标识符GID（Group Identifier） 这两种标识符用于系统的安全控制 系统通过这两种标识符控制进程对系统中文件和设备的访问。 进程控制块－进程之间的亲属关系 父进程 兄进程 进程P 弟进程 指向父进程 指向兄进程 指向子进程 指向弟进程 进程控制块－部分内容的描述 上面通过对进程状态、标识符及亲属关系的描述，我们可以把这些域描述如下： task_struct{ long state; /*进程状态*/ int pid,uid,gid； /*一些标识符*/ struct task_struct *parent, *child, *o_sibling, *y_sibling /*一些亲属关系*/ … ｝ 进程控制块－如何存放 C语言使用下列的联合结构表示这样一个混合结构： union task_union { struct task_struct task; unsigned long stack[2408]; }; Linux调用alloc_task_struct()函数分配8KB的task_union 内存区，调用free_task_struct()函数释放它 进程控制块－如何存放 C语言使用下列的联合结构表示这样一个混合结构： union task_union { struct task_struct task; unsigned long stack[2408]; }; Linux调用alloc_task_struct()函数分配8KB的task_union 内存区，调用free_task_struct()函数释放它 进程控制块－如何存放 把PCB与内核栈放在一起具有以下好处： (1) 内核可以方便而快速地找到PCB，用伪代码描述如下： p = (struct task_struct *) STACK_POINTER 0xffffe000 (2) 避免在创建进程时动态分配额外的内存 在Linux中，为了表示当前正在运行的进程，定义了一个current宏，可以把它看作全局变量来用，例如current-pid返回正在执行的进程的标识符 进程的组织方式-进程链表 在task_struct中定义如下： task_struct *prev_task, *next_task 宏for_each_task()遍历整个进程链表 #define for_each_task(p) \ for (p = init_task ; (p = p-next_task) != init_task ; ) 进程的组织方式-哈希表 哈希函数 #define pid_hashfn(x) \ ((((x) 8) ^ (x)) (PIDHASH_SZ - 1)) 图为地址法处理冲突时的哈希表 假定哈希表义为: