task_struct结构体所有成员用法

尽力达到最全。 

1、进程状态 

volatile long state;
int exit_state;
    state成员的可能取值如下： 
#define TASK_RUNNING 0
#define TASK_INTERRUPTIBLE 1
#define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2
#define __TASK_STOPPED 4
#define __TASK_TRACED 8
/* in tsk->exit_state */
#define EXIT_ZOMBIE 16
#define EXIT_DEAD 32
/* in tsk->state again */
#define TASK_DEAD 64
#define TASK_WAKEKILL 128
#define TASK_WAKING 256
    系统中的每个进程都必然处于以上所列进程状态中的一种。
    TASK_RUNNING表示进程要么正在执行，要么正要准备执行。
    TASK_INTERRUPTIBLE表示进程被阻塞（睡眠），直到某个条件变为真。条件一旦达成，进程的状态就被设置为TASK_RUNNING。
    TASK_UNINTERRUPTIBLE的意义与TASK_INTERRUPTIBLE类似，除了不能通过接受一个信号来唤醒以外。
    __TASK_STOPPED表示进程被停止执行。
    __TASK_TRACED表示进程被debugger等进程监视。
    EXIT_ZOMBIE表示进程的执行被终止，但是其父进程还没有使用wait()等系统调用来获知它的终止信息。
    EXIT_DEAD表示进程的最终状态。

    EXIT_ZOMBIE和EXIT_DEAD也可以存放在exit_state成员中。

 2、进程标识符（PID） 

pid_t pid;
pid_t tgid;
    在CONFIG_BASE_SMALL配置为0的情况下，PID的取值范围是0到32767，即系统中的进程数最大为32768个。 
/* linux-2.6.38.8/include/linux/threads.h */
#define PID_MAX_DEFAULT (CONFIG_BASE_SMALL ? 0x1000 : 0x8000)
    在Linux系统中，一个线程组中的所有线程使用和该线程组的领头线程（该组中的第一个轻量级进程）相同的PID，并被存放在tgid成员中。只有线程组的领头线程的pid成员才会被设置为与tgid相同的值。注意，getpid()系统调用返回的是当前进程的tgid值而不是pid值。
    3、进程内核栈 
void *stack;
    进程通过alloc_thread_info函数分配它的内核栈，通过free_thread_info函数释放所分配的内核栈。 
/* linux-2.6.38.8/kernel/fork.c */ 
static inline struct thread_info *alloc_thread_info(struct task_struct *tsk)
{
#ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
gfp_t mask = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO;
#else
gfp_t mask = GFP_KERNEL;
#endif
return (struct thread_info *)__get_free_pages(mask, THREAD_SIZE_ORDER);
}
static inline void free_thread_info(struct thread_info *ti)
{
free_pages((unsigned long)ti, THREAD_SIZE_ORDER);
}
    其中，THREAD_SIZE_ORDER宏在linux-2.6.38.8/arch/arm/include/asm/thread_info.h文件中被定义为1，也就是说alloc_thread_info函数通过调用__get_free_pages函数分配2个页的内存（它的首地址是8192字节对齐的）。
    Linux内核通过thread_union联合体来表示进程的内核栈，其中THREAD_SIZE宏的大小为8192。 
union thread_union {
struct thread_info thread_info;
unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];
};
    当进程从用户态切换到内核态时，进程的内核栈总是空的，所以ARM的sp寄存器指向这个栈的顶端。因此，内核能够轻易地通过sp寄存器获得当前正在CPU上运行的进程。 
/* linux-2.6.38.8/arch/arm/include/asm/current.h */
static inline struct task_struct *get_current(void)
{
return current_thread_info()->task;
}

#define current (get_current())

/* linux-2.6.38.8/arch/arm/include/asm/thread_info.h */ 
static inline struct thread_info *current_thread_info(void)
{
register unsigned long sp asm ("sp");
return (struct thread_info *)(sp & ~(THREAD_SIZE - 1));
}
    

 4、标记 
unsigned int flags; /* per process flags, defined below */
    flags成员的可能取值如下： 
#define PF_KSOFTIRQD 0x00000001 /* I am ksoftirqd */
#define PF_STARTING 0x00000002 /* being created */
#define PF_EXITING 0x00000004 /* getting shut down */
#define PF_EXITPIDONE 0x00000008 /* pi exit done on shut down */
#define PF_VCPU 0x00000010 /* I'm a virtual CPU */
#define PF_WQ_WORKER 0x00000020 /* I'm a workqueue worker */
#define PF_FORKNOEXEC 0x00000040 /* forked but didn't exec */
#define PF_MCE_PROCESS  0x00000080      /* process policy on mce errors */
#define PF_SUPERPRIV 0x00000100 /* used super-user privileges */
#define PF_DUMPCORE 0x00000200 /* dumped core */
#define PF_SIGNALED 0x00000400 /* killed by a signal */
#define PF_MEMALLOC 0x00000800 /* Allocating memory */
#define PF_USED_MATH 0x00002000 /* if unset the fpu must be initialized before use */
#define PF_FREEZING 0x00004000 /* freeze in progress. do not account to load */
#define PF_NOFREEZE 0x00008000 /* this thread should not be frozen */
#define PF_FROZEN 0x00010000 /* frozen for system suspend */
#define PF_FSTRANS 0x00020000 /* inside a filesystem transaction */
#define PF_KSWAPD 0x00040000 /* I am kswapd */
#define PF_OOM_ORIGIN 0x00080000 /* Allocating much memory to others */
#define PF_LESS_THROTTLE 0x00100000 /* Throttle me less: I clean memory */
#define PF_KTHREAD 0x00200000 /* I am a kernel thread */
#define PF_RANDOMIZE 0x00400000 /* randomize virtual address space */
#define PF_SWAPWRITE 0x00800000 /* Allowed to write to swap */
#define PF_SPREAD_PAGE 0x01000000 /* Spread page cache over cpuset */
#define PF_SPREAD_SLAB 0x02000000 /* Spread some slab caches over cpuset */
#define PF_THREAD_BOUND 0x04000000 /* Thread bound to specific cpu */
#define PF_MCE_EARLY    0x08000000      /* Early kill for mce process policy */
#define PF_MEMPOLICY 0x10000000 /* Non-default NUMA mempolicy */
#define PF_MUTEX_TESTER 0x20000000 /* Thread belongs to the rt mutex tester */
#define PF_FREEZER_SKIP 0x40000000 /* Freezer should not count it as freezable */
#define PF_FREEZER_NOSIG 0x80000000 /* Freezer won't send signals to it */
    5、表示进程亲属关系的成员 

struct task_struct *real_parent; /* real parent process */
struct task_struct *parent; /* recipient of SIGCHLD, wait4() reports */
struct list_head children; /* list of my children */
struct list_head sibling; /* linkage in my parent's children list */
struct task_struct *group_leader; /* threadgroup leader */
    在Linux系统中，所有进程之间都有着直接或间接地联系，每个进程都有其父进程，也可能有零个或多个子进程。拥有同一父进程的所有进程具有兄弟关系。
    real_parent指向其父进程，如果创建它的父进程不再存在，则指向PID为1的init进程。
    parent指向其父进程，当它终止时，必须向它的父进程发送信号。它的值通常与real_parent相同。
    children表示链表的头部，链表中的所有元素都是它的子进程。
    sibling用于把当前进程插入到兄弟链表中。
    group_leader指向其所在进程组的领头进程。
    6、ptrace系统调用 
unsigned int ptrace;
struct list_head ptraced;
struct list_head ptrace_entry;
unsigned long ptrace_message;
siginfo_t *last_siginfo; /* For ptrace use.  */
#ifdef CONFIG_HAVE_HW_BREAKPOINT
atomic_t ptrace_bp_refcnt;
#endif
    成员ptrace被设置为0时表示不需要被跟踪，它的可能取值如下： 
/* linux-2.6.38.8/include/linux/ptrace.h */
#define PT_PTRACED 0x00000001
#define PT_DTRACE 0x00000002 /* delayed trace (used on m68k, i386) */
#define PT_TRACESYSGOOD 0x00000004
#define PT_PTRACE_CAP 0x00000008 /* ptracer can follow suid-exec */
#define PT_TRACE_FORK 0x00000010
#define PT_TRACE_VFORK 0x00000020
#define PT_TRACE_CLONE 0x00000040
#define PT_TRACE_EXEC 0x00000080
#define PT_TRACE_VFORK_DONE 0x00000100
#define PT_TRACE_EXIT 0x000000

  7、Performance Event 
#ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
struct perf_event_context *perf_event_ctxp[perf_nr_task_contexts];
struct mutex perf_event_mutex;
struct list_head perf_event_list;
#endif
    Performance Event是一款随 Linux 内核代码一同发布和维护的性能诊断工具。这些成员用于帮助PerformanceEvent分析进程的性能问题。
    关于Performance Event工具的介绍可参考文章http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-perf1/index.html?ca=drs-#major1和http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-perf2/index.html?ca=drs-#major1。
    8、进程调度 
int prio, static_prio, normal_prio;
unsigned int rt_priority;
const struct sched_class *sched_class;
struct sched_entity se;
struct sched_rt_entity rt;
unsigned int policy;
cpumask_t cpus_allowed;
    实时优先级范围是0到MAX_RT_PRIO-1（即99），而普通进程的静态优先级范围是从MAX_RT_PRIO到MAX_PRIO-1（即100到139）。值越大静态优先级越低。 
/* linux-2.6.38.8/include/linux/sched.h */
#define MAX_USER_RT_PRIO 100
#define MAX_RT_PRIO MAX_USER_RT_PRIO

#define MAX_PRIO (MAX_RT_PRIO + 40)
#define DEFAULT_PRIO (MAX_RT_PRIO + 20)
    static_prio用于保存静态优先级，可以通过nice系统调用来进行修改。
    rt_priority用于保存实时优先级。
    normal_prio的值取决于静态优先级和调度策略。
    prio用于保存动态优先级。