结构体进程描述进程

一 进程有四大状态，分别为可运行状态，等待状态，暂停状态，僵死状态

1）可运行状态

处于这种状态的进程，要么正在运行、要么正准备运行。正在运行的进程就是当前进程 （由 current 宏 所指向的进程），而准备运行的进程只要得到CPU 就可以立即投入运行，CPU 是 这些进程唯一等待的系统资源。系统中有一个运行队列（run_queue），用来容纳所有处于可 运行状态的进程，调度程序执行时，从中选择一个进程投入运行。 当前运行进程一直处于该队列中，也就是说，current 总是指向运行队列中的某个元素，只是具体指向谁由调度程序决定。

（2）等待状态

处于该状态的进程正在等待某个事件（Event）或某个资源，它肯定位于系统中的某个等待队列（wait_queue）中。Linux 中处于等待状态的进程分为两种：可中断的等待状态和 不可中断的等待状态。处于可中断等待态的进程可以被信号唤醒，如果收到信号，该进程就 从等待状态进入可运行状态，并且加入到运行队列中，等待被调度；而处于不可中断等待态 的进程是因为硬件环境不能满足而等待，例如等待特定的系统资源，它任何情况下都不能被 打断，只能用特定的方式来唤醒它，例如唤醒函数wake_up()等。

（3）暂停状态

此时的进程暂时停止运行来接受某种特殊处理。通常当进程接收到SIGSTOP、SIGTSTP、 SIGTTIN 或 SIGTTOU 信号后就处于这种状态。例如，正接受调试的进程就处于这种状态。

（4）僵死状态

进程虽然已经终止，但由于某种原因，父进程还没有执行wait()系统调用，终止进程的信息也还没有回收。顾名思义，处于该状态的进程就是死进程，这种进程实际上是系统中的 垃圾，必须进行相应处理以释放其占用的资源。

二 进程调度信息

调度程序利用这部分信息决定系统中哪个进程最应该运行，并结合进程的状态信息保证 系统运转的公平和高效。这一部分信息通常包括进程的类别（普通进程还是实时进程）、进 程的优先级等。

 当need_resched 被设置时，在“下一次的调度机 会”就调用调度程序schedule()；counter 代表进程剩余的时间片，是进程调度的主要依据， 也可以说是进程的动态优先级，因为这个值在不断地减少；nice 是进程的静态优先级，同时 也代表进程的时间片，用于对counter 赋值，可以用nice()系统调用改变这个值；policy 是适用于该进程的调度策略，实时进程和普通进程的调度策略是不同的；rt_priority 只对 实时进程有意义，它是实时进程调度的依据。

三 标识符（Identifiers）

每个进程有进程标识符、用户标识符、组标识符，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，同时，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：新创建进程的PID通常是前一个进程的PID 加1。然而，为了与16 位硬件平台的传统Linux 系统保持兼容，在Linux 上允许的最大PID 号是32767，当内核在系统中创建第32768 个进程时，就必须重新开始使用已闲置的PID 号

四 进程链接信息（Links）

程序创建的进程具有父/子关系。因为一个进程能创建几个子进程，而子进程之间有兄弟关系，在task_struct 结构中有几个域来表示这种关系。在Linux 系统中，除了初始化进程init，其他进程都有一个父进程（Parent Process）。可以通过fork()或clone()系统调用来创建子进程，除了进程标识符（PID）等必要的信息外，子进程的task_struct 结构中的绝大部分的信息都是从父进程中拷贝。系统有必要记录这种“亲属”关系，使进程之间的协作更加方便，例如父进程给子进程发送杀死（kill）信号、父子进程通信等。每个进程的task_struct 结构有许多指针，通过这些指针，系统中所有进程的task_struct结构就构成了一棵进程树，这棵进程树的根就是初始化进程init的task_struct结构（init 进程是Linux 内核建立起来后人为创建的一个进程，是所有进程的祖先进程）

五 时间和定时器信息（Times and Timers）

一个进程从创建到终止叫做该进程的生存期（lifetime）。进程在其生存期内使用CPU的时间，内核都要进行记录，以便进行统计、计费等有关操作。进程耗费CPU 的时间由两部分组成：一是在用户模式（或称为用户态）下耗费的时间、一是在系统模式（或称为系统态）下耗费的时间。每个时钟滴答，也就是每个时钟中断，内核都要更新当前进程耗费CPU 的时间信息。

六 虚拟内存信息（Virtual Memory）

   除了内核线程（Kernel Thread），每个进程都拥有自己的地址空间（也叫虚拟空间），用mm_struct 来描述。另外Linux 2.4 还引入了另外一个域active_mm，这是为内核线程而引入的。因为内核线程没有自己的地址空间，为了让内核线程与普通进程具有统一的上下文切换方式，当内核线程进行上下文切换时，让切换进来的线程的active_mm 指向刚被调度出去的进程的mm_struct。内存信息如表4.10 所示。

七 页面管理信息

当物理内存不足时，Linux 内存管理子系统需要把内存中的部分页面交换到外存，其交换是以页为单位的。有关页面的描述信息如表

八 处理器相关的环境（上下文）信息（Processor Specific Context）

这里要特别注意标题：和“处理器”相关的环境信息。进程作为一个执行环境的综合，当系统调度某个进程执行，即为该进程建立完整的环境时，处理器（Processor）的寄存器、堆栈等是必不可少的。因为不同的处理器对内部寄存器和堆栈的定义不尽相同，所以叫做“和处理器相关的环境”，也叫做“处理机状态”。当进程暂时停止运行时，处理机状态必须保存在进程的结构中，当进程被调度重新运行时再从中恢复这些环境，也就是恢复这些寄存器和堆栈的值。处理机信息如表4.13 所示。