初探Linux kernel之进程管理二

上次说了进程的相关组成信息，这次接着说吧。之所以长期没有更新，是因为春天到了，是个容易让人心跑毛的季节，老想着跑着玩了……哈哈

继续。。。。。。。。。

知道了进程不仅仅是由一段执行代码组成的，咱们就说说linux下的进程的大概过程。其实一个进程就相当于一个软件的动态执行(严格的说是某个软件子系统的动态执行，当然我们可以把该子系统想象成一个子软件，这样会便于理解)。Linux中创建一个进程要用到fork()系统调用,一个子进程的生成是通过拷贝父进程来实现的。fork以后，会返回两次：一次回到父进程，一次回到子进程。为何要返回两次，两次又是如何区别的呢？？刚开始我也在像这个问题，因为子进程拷贝了父进程的代码，返回时处于fork()返回点的上下文是一样的，但是返回的值不一样，借此来区分是父进程还是子进程……

这不，新的子进程创建好了，然后干什么？肯定是做不是当前进程的工作，要不创建他干什么？所以，这时候就接着调用exec*()这一族函数，该族函数可以创建新的地址空间，并加载到当前进程执行。

最后，程序通过exit() syscall(系统调用，以后都用这个代指了) 退出执行。这个函数会终结进程并将其占用的资源释放掉。父进程通过wait4() syscall来查询子进程是否终结，这使得进程拥有了等待特定进程执行完的能力(这不就是传说中的同步么？有木有？有木有？哈哈)。进程退出后被设置为僵死状态，知道父进程调用wait()或waitpid()为止(其实他们貌似都是基于wait4()实现的)。

上面就是进程创建到回收的简单过程。子进程由父进程创建，父进程回收，有点恢复现场的感觉，不过在比较安全的系统里面，哪里都可以看的“恢复现场”等类似概念的身影，就像借钱一样，“好借好还再借不难”，做程序也是这个道理，哈哈，慢慢体会，编程里面蕴含很多的哲学道理的。

1、进程描述符及任务结构

在软件设计中，第一就是抽象名词，一切名词都会在计算机中找到它的数据抽象，就是伟大的数据结构童鞋。他可能被抽象成一个变量，一个数组，一个struct，一个对象……可能是任何一种类型，只要满足你的需求，他就是最perfect的抽象。

进程在kernel中是被放在任务队列(task list)中的，task list 是个双向循环链表。链表中的每一项都是task_struct类型，即进程描述符。定义在<include/linux/sched.h>中，包含着一个具体进程的所有信息。

1.1 分配进程描述符

进程有的表达了，但是不能胡乱表达啊，就像追女朋友一样，不能见人就表白，那不成耍流氓了，名额有限，见好就收啊。OS能多道并跑的进程也就那几个，若肆意创建进程，不跑瘫了机子，那就变成病毒程序了，狂吃cpu。Linux使用slab分配器分配task_struct 结构。由slab动态生成task_struct，只需在栈底创建一个新的thread_info ，再用这个结构的数据可以容易的计算出偏移量。

 

其中包含了task_struct 的指针和进程的相关信息。

1.2 进程描述符的存放

Kernel通过PID唯一标识一个进程，PID是pid_t类型，其实也是int型的，pid最大值是32768 (short int 的Max 值)。可以改其值，在/proc/sys/kernel/pid_max 中，因为大公司的web服务器集群工作时32768个进程多开貌似不够啊。

内核在处理进程时一般是直接通过task_struct进程的，都是通过current宏直接找到或计算当前task_struct的。有的平台寄存器丰富，不用专门计算其值，一直把当前运行进程的值保存在专用的寄存器中就OK。如powerPC用r2寄存器，而x86寄存器少要专门计算。

1.3 进程状态

进程一直处于下面五种状态之一：

l TASK_RUNNING//运行状态

l TASK_INTERRUPTIBLE//可中断状态

l TASK_UNINTRRUPTIBLE//不可中断状态

l TASK_ZOMBIE//僵死

l TASK_STOPPED//停止

下图是大概的转换过程。不很详细，自己search一下……

 

 

s额，有空继续，今天就到这里吧……本周海贼更新了！！！哈哈！！！

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