linux进程/内存管理的数据结构之u区

一个进程的上下文包括：用户级上下文，寄存器上下文和系统级上下文。

用户级上下文：正文，数据，用户栈区和共享存储区；

寄存器上下文：程序寄存器（IP），即CPU将要执行的下一条指令地址；处理机状态寄存器（EFLAGS）；栈指针；通用寄存器。

系统级上下文:进程表项（proc结构）和U区，在Linux系统中，这两部分被合成task_struct，区表及页表，核心栈等。

全部的上下文信息构成了一个进程的运行环境，当发生进程调度时，必须对全部的上下文信息进行切换，新调度的进程才能够运行。我们可以将进程看成一个上下文集合的抽象概念。，

u区

u区包括与进程相关的内容。它可以是进程表自身的一部分，但要单独维护，因为这部分可以在上下文切换的时候和进程镜像进行交换。内存仍保留该进程在进程表中的条目，因为对于进程调度和控制以及决定交换进程的时间而言，该信息必不可少。u区包括以下字段：

(1) 指针：指向该进程对应进程表中的条目。为避免混乱，图中并没有给出该指针。

(2) 真实有效的用户ID：指明进程的权限，如文件访问权限。

(3) 控制终端：该字段确定与进程相关的"逻辑终端"。

(4) 计时器：该字段分别指明进程在用户模式和内核模式下的运行时间。

(5) 队列：指明进程想要响应不同信号的方式。当该进程对应的信号到达时，查询队列并采取适当的动作。

(6) 当前目录和当前根目录：描述进程所处的文件系统环境。当用户想要从一个目录转换到另一个目录时，从本质上讲，这个字段被改动。同样还要使用该字段由相对路径名连接后构造绝对路径名。

(7) 用户文件描述符：该表维护进程用不同模式打开的文件，前面已经介绍过。

(8) 权限：该字段帮助进程在创建文件时设置权限掩码位。它表示u区中的这些权限位可被用作以"Creat"系统调用作为参数提供的这些权限位的掩码。最终将这些结果权限位设置为该文件索引节点中的权限。因此，该进程创建或打开的所有文件根据掩码可以拒绝某种权限。

(9) 最大值：该字段限制进程的大小以及进程可以写的文件的大小。

(10) I/O参数：该参数指明源地址/目标地址，要传送的数据量等。通常，它们保存内存地址和作为文件偏移量的相对字节数(RBN)。这个参数的含义在讨论系统调用的时候已经讨论过，这里不再介绍。

(11) 返回值：该字段存储系统调用产生的结果。

(12) 错误：该字段记录该进程提交的系统调用在执行期间遇到的错误。准确含义在前面讨论系统调用的时候就已经讨论过，这里不再介绍。

(10)、(11)、(12)实际上是在u区中预留给系统调用执行的工作区。有一个分隔的区域包括存储系统调用需要使用的参数(10)，这个参数可 在u区和堆栈之间传递参数。有一个区域包括存储系统调用产生的结果(11)，和一个存储错误代码(12)的区域，错误代码(12)是在系统调用执行期间出 现错误。然后，内核解释出现的错误代码，并采取相应的动作。