linux-schedule（）学习——001

一 无参宏定义

#ifndef _SCHED_H

#define _SCHED_H

这是无参宏定义 ：防止一个头文件被重复包含。

二 Linux各个功能模块之间的依赖关系

三 pc是怎样把操作系统从硬盘装载到内存中，并启动进程调度模块的。

   

    启动操作系统部分，涉及到三个文件：/arch/i386/boot/bootsect.s、/arch/i386/boot/setup.s、/arch/i386/boot/compressed/head.s。编译安装好一个Linux系统后，bootsect.s模块被放置在可启动设备的第一个扇区（磁盘引导扇区，512字节）。那么下面开始启动过程，三个文件在内存中的分布与位置如下图所述：

    

       在经过上图这一系列过程后，程序跳转到system模块中的初始化程序init执行，即/init/main.c文件。该程序执行一系列的初始化工作，如寄存器初始化、内存初始化、终端设置等。之后内存分配粗下图：

    此后cpu有序从内存中读取程序并执行，前面的main从内核态移动到用户态后，操作系统即简历了任务0，即进程调度程序。之后再由schedule模块进行整个linux操作系统中进程的创建（fork）、调度（schedule）、销毁（exit）及各种资源的分配与管理等操作了。注意：schedule将创建的第一个进程是init（pid=1），它不是前面的程序段。

  

三附录

inux_sched.h源码

#ifndef _SCHED_H

#define _SCHED_H//头文件内容  防止一个头文件被重复包含 无参数宏

#define NR_TASKS 64        // 系统中同时最多任务（进程）数。

#define HZ 100            // 定义系统时钟滴答频率(1 百赫兹，每个滴答10ms)

#define FIRST_TASK task[0]    // 任务0 比较特殊，所以特意给它单独定义一个符号。

#define LAST_TASK task[NR_TASKS-1]    // 任务数组中的最后一项任务。

#include <linux/head.h>   // head 头文件，定义了段描述符的简单结构，和几个选择符常量。

#include <linux/fs.h>   // 文件系统头文件。定义文件表结构（file,buffer_head,m_inode 等）。

#include <linux/mm.h>   // 内存管理头文件。含有页面大小定义和一些页面释放函数原型。

#include <signal.h>   // 信号头文件。定义信号符号常量，信号结构以及信号操作函数原型。

#if (NR_OPEN > 32)

#error "Currently the close-on-exec-flags are in one word, max 32 files/proc"

#endif

// 这里定义了进程运行可能处的状态。

#define TASK_RUNNING 0        // 进程正在运行或已准备就绪。

#define TASK_INTERRUPTIBLE 1    // 进程处于可中断等待状态。

#define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2  // 进程处于不可中断等待状态，主要用于I/O 操作等待。

#define TASK_ZOMBIE 3        // 进程处于僵死状态，已经停止运行，但父进程还没发信号。

#define TASK_STOPPED 4        // 进程已停止。

#ifndef NULL

#define NULL ((void *) 0)    // 定义NULL 为空指针。

#endif

// 复制进程的页目录页表。Linus 认为这是内核中最复杂的函数之一。( mm/memory.c, 105 )

extern int copy_page_tables (unsigned long from, unsigned long to, long size);

// 释放页表所指定的内存块及页表本身。( mm/memory.c, 150 )

extern int free_page_tables (unsigned long from, unsigned long size);

// 调度程序的初始化函数。( kernel/sched.c, 385 )

extern void sched_init (void);

// 进程调度函数。( kernel/sched.c, 104 )

extern void schedule (void);

// 异常(陷阱)中断处理初始化函数，设置中断调用门并允许中断请求信号。( kernel/traps.c, 181 )

extern void trap_init (void);

// 显示内核出错信息，然后进入死循环。( kernel/panic.c, 16 )。

extern void panic (const char *str);

// 往tty 上写指定长度的字符串。( kernel/chr_drv/tty_io.c, 290 )。

extern int tty_write (unsigned minor, char *buf, int count);

typedef int (*fn_ptr) ();    // 定义函数指针类型。

// 下面是数学协处理器使用的结构，主要用于保存进程切换时i387 的执行状态信息。

struct i387_struct

{

  long cwd;            // 控制字(Control word)。

  long swd;            // 状态字(Status word)。

  long twd;            // 标记字(Tag word)。

  long fip;            // 协处理器代码指针。

  long fcs;            // 协处理器代码段寄存器。

  long foo;

  long fos;

  long st_space[20];       

};

// 任务状态段数据结构（参见列表后的信息）。

struct tss_struct

{

  long back_link;       

  long esp0;

  long ss0;           

  long esp1;

  long ss1;           

  long esp2;

  long ss2;           

  long cr3;

  long eip;

  long eflags;

  long eax, ecx, edx, ebx;

  long esp;

  long ebp;

  long esi;

  long edi;

  long es;           

  long cs;           

  long ss;           

  long ds;           

  long fs;           

  long gs;           

  long ldt;           

  long trace_bitmap;       

  struct i387_struct i387;

};

// 这里是任务（进程）数据结构，或称为进程描述符。

// ==========================

// long state 任务的运行状态（-1 不可运行，0 可运行(就绪)，>0 已停止）。

// long counter 任务运行时间计数(递减)（滴答数），运行时间片。

// long priority 运行优先数。任务开始运行时counter = priority，越大运行越长。

// long signal 信号。是位图，每个比特位代表一种信号，信号值=位偏移值+1。

// struct sigaction sigaction[32] 信号执行属性结构，对应信号将要执行的操作和标志信息。

// long blocked 进程信号屏蔽码（对应信号位图）。

// --------------------------

// int exit_code 任务执行停止的退出码，其父进程会取。

// unsigned long start_code 代码段地址。

// unsigned long end_code 代码长度（字节数）。

// unsigned long end_data 代码长度 + 数据长度（字节数）。

// unsigned long brk 总长度（字节数）。

// unsigned long start_stack 堆栈段地址。

// long pid 进程标识号(进程号)。

// long father 父进程号。

// long pgrp 父进程组号。

// long session 会话号。

// long leader 会话首领。

// unsigned short uid 用户标识号（用户id）。

// unsigned short euid 有效用户id。

// unsigned short suid 保存的用户id。

// unsigned short gid 组标识号（组id）。

// unsigned short egid 有效组id。

// unsigned short sgid 保存的组id。

// long alarm 报警定时值（滴答数）。

// long utime 用户态运行时间（滴答数）。

// long stime 系统态运行时间（滴答数）。

// long cutime 子进程用户态运行时间。

// long cstime 子进程系统态运行时间。

// long start_time 进程开始运行时刻。

// unsigned short used_math 标志：是否使用了协处理器。

// --------------------------

// int tty 进程使用tty 的子设备号。-1 表示没有使用。

// unsigned short umask 文件创建属性屏蔽位。

// struct m_inode * pwd 当前工作目录i 节点结构。

// struct m_inode * root 根目录i 节点结构。

// struct m_inode * executable 执行文件i 节点结构。

// unsigned long close_on_exec 执行时关闭文件句柄位图标志。（参见include/fcntl.h）

// struct file * filp[NR_OPEN] 进程使用的文件表结构。

// --------------------------

// struct desc_struct ldt[3] 本任务的局部表描述符。0-空，1-代码段cs，2-数据和堆栈段ds&ss。

// --------------------------

// struct tss_struct tss 本进程的任务状态段信息结构。

// ==========================

struct task_struct

{

 

  long state;           

  long counter;

  long priority;

  long signal;

  struct sigaction sigaction[32];

  long blocked;           

 

  int exit_code;

  unsigned long start_code, end_code, end_data, brk, start_stack;

  long pid, father, pgrp, session, leader;

  unsigned short uid, euid, suid;

  unsigned short gid, egid, sgid;

  long alarm;

  long utime, stime, cutime, cstime, start_time;

  unsigned short used_math;

 

  int tty;           

  unsigned short umask;

  struct m_inode *pwd;

  struct m_inode *root;

  struct m_inode *executable;

  unsigned long close_on_exec;

  struct file *filp[NR_OPEN];

 

  struct desc_struct ldt[3];

 

  struct tss_struct tss;

};

 

 

// 对应上面任务结构的第1 个任务的信息。

#define INIT_TASK \

{ 0,15,15, \    // state, counter, priority

0,

{

  {

  }

,}

, 0, \                // signal, sigaction[32], blocked

                    0, 0, 0, 0, 0, 0, \

                    // exit_code,start_code,end_code,end_data,brk,start_stack

                    0, -1, 0, 0, 0, \

                    // pid, father, pgrp, session, leader

                    0, 0, 0, 0, 0, 0, \

                    // uid, euid, suid, gid, egid, sgid

                    0, 0, 0, 0, 0, 0, \

                    // alarm, utime, stime, cutime, cstime, start_time

                0, \

                // used_math

                            -1, 0022, NULL, NULL, NULL, 0, \

                            // tty,umask,pwd,root,executable,close_on_exec

 

{

NULL,}

, \                // filp[20]

{

  \                // ldt[3]

  {

  0, 0}

  ,

 

  {

  0x9f, 0xc0fa00}

  , \                // 代码长640K，基址0x0，G=1，D=1，DPL=3，P=1 TYPE=0x0a

  {

  0x9f, 0xc0f200}

  , \                // 数据长640K，基址0x0，G=1，D=1，DPL=3，P=1 TYPE=0x02

}

,

 

{

  0, PAGE_SIZE + (long) &init_task, 0x10, 0, 0, 0, 0, (long) &pg_dir, \    // tss

    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,

    0, 0, 0x17, 0x17, 0x17, 0x17, 0x17, 0x17, _LDT (0), 0x80000000,

  {

  }

}

,}

extern struct task_struct *task[NR_TASKS];    // 任务数组。

extern struct task_struct *last_task_used_math;    // 上一个使用过协处理器的进程。

extern struct task_struct *current;    // 当前进程结构指针变量。

extern long volatile jiffies;    // 从开机开始算起的滴答数（10ms/滴答）。

extern long startup_time;    // 开机时间。从1970:0:0:0 开始计时的秒数。

#define CURRENT_TIME (startup_time+jiffies/HZ)    // 当前时间（秒数）。

// 添加定时器函数（定时时间jiffies 滴答数，定时到时调用函数*fn()）。( kernel/sched.c,272)

extern void add_timer (long jiffies, void (*fn) (void));

// 不可中断的等待睡眠。( kernel/sched.c, 151 )

extern void sleep_on (struct task_struct **p);

// 可中断的等待睡眠。( kernel/sched.c, 167 )

extern void interruptible_sleep_on (struct task_struct **p);

// 明确唤醒睡眠的进程。( kernel/sched.c, 188 )

extern void wake_up (struct task_struct **p);

 

 

// 全局表中第1 个任务状态段(TSS)描述符的选择符索引号。

#define FIRST_TSS_ENTRY 4

// 全局表中第1 个局部描述符表(LDT)描述符的选择符索引号。

#define FIRST_LDT_ENTRY (FIRST_TSS_ENTRY+1)

// 宏定义，计算在全局表中第n 个任务的TSS 描述符的索引号（选择符）。

#define _TSS(n) ((((unsigned long) n)<<4)+(FIRST_TSS_ENTRY<<3))

// 宏定义，计算在全局表中第n 个任务的LDT 描述符的索引号。

#define _LDT(n) ((((unsigned long) n)<<4)+(FIRST_LDT_ENTRY<<3))

// 宏定义，加载第n 个任务的任务寄存器tr。

#define ltr(n) __asm__( "ltr %%ax":: "a" (_TSS(n)))

// 宏定义，加载第n 个任务的局部描述符表寄存器ldtr。

#define lldt(n) __asm__( "lldt %%ax":: "a" (_LDT(n)))

// 取当前运行任务的任务号（是任务数组中的索引值，与进程号pid 不同）。

// 返回：n - 当前任务号。用于( kernel/traps.c, 79)。

#define str(n) \

__asm__( "str %%ax\n\t" \    // 将任务寄存器中TSS 段的有效地址??ax

"subl %2,%%eax\n\t" \        // (eax - FIRST_TSS_ENTRY*8)??eax

  "shrl $4,%%eax" \        // (eax/16)??eax = 当前任务号。

: "=a" (n):"a" (0), "i" (FIRST_TSS_ENTRY << 3))

 

 

// 输入：%0 - 新TSS 的偏移地址(*&__tmp.a)； %1 - 存放新TSS 的选择符值(*&__tmp.b)；

// dx - 新任务n 的选择符；ecx - 新任务指针task[n]。

// 其中临时数据结构__tmp 中，a 的值是32 位偏移值，b 为新TSS 的选择符。在任务切换时，a 值

// 没有用（忽略）。在判断新任务上次执行是否使用过协处理器时，是通过将新任务状态段的地址与

// 保存在last_task_used_math 变量中的使用过协处理器的任务状态段的地址进行比较而作出的。

#define switch_to(n) {\

struct {long a,b;} __tmp; \

__asm__( "cmpl %%ecx,_current\n\t" \    // 任务n 是当前任务吗?(current ==task[n]?)

  "je 1f\n\t" \            // 是，则什么都不做，退出。

  "movw %%dx,%1\n\t" \        // 将新任务的选择符??*&__tmp.b。

  "xchgl %%ecx,_current\n\t" \    // current = task[n]；ecx = 被切换出的任务。

  "ljmp %0\n\t" \        // 执行长跳转至*&__tmp，造成任务切换。

// 在任务切换回来后才会继续执行下面的语句。

  "cmpl %%ecx,_last_task_used_math\n\t" \    // 新任务上次使用过协处理器吗？

  "jne 1f\n\t" \        // 没有则跳转，退出。

  "clts\n" \            // 新任务上次使用过协处理器，则清cr0 的TS 标志。

  "1:"::"m" (*&__tmp.a), "m" (*&__tmp.b),

  "d" (_TSS (n)), "c" ((long) task[n]));

}

// 页面地址对准。（在内核代码中没有任何地方引用!!）

#define PAGE_ALIGN(n) (((n)+0xfff)&0xfffff000)

// 设置位于地址addr 处描述符中的各基地址字段(基地址是base)，参见列表后说明。

// %0 - 地址addr 偏移2；%1 - 地址addr 偏移4；%2 - 地址addr 偏移7；edx - 基地址base。

#define _set_base(addr,base) \

__asm__( "movw %%dx,%0\n\t" \    // 基址base 低16 位(位15-0)??[addr+2]。

"rorl $16,%%edx\n\t" \        // edx 中基址高16 位(位31-16)??dx。

  "movb %%dl,%1\n\t" \        // 基址高16 位中的低8 位(位23-16)??[addr+4]。

  "movb %%dh,%2" \        // 基址高16 位中的高8 位(位31-24)??[addr+7]。

::"m" (*((addr) + 2)), "m" (*((addr) + 4)), "m" (*((addr) + 7)), "d" (base):"dx")

// 设置位于地址addr 处描述符中的段限长字段(段长是limit)。

// %0 - 地址addr；%1 - 地址addr 偏移6 处；edx - 段长值limit。

#define _set_limit(addr,limit) \

__asm__( "movw %%dx,%0\n\t" \    // 段长limit 低16 位(位15-0)??[addr]。

  "rorl $16,%%edx\n\t" \    // edx 中的段长高4 位(位19-16)??dl。

  "movb %1,%%dh\n\t" \        // 取原[addr+6]字节??dh，其中高4 位是些标志。

  "andb $0xf0,%%dh\n\t" \    // 清dh 的低4 位(将存放段长的位19-16)。

  "orb %%dh,%%dl\n\t" \        // 将原高4 位标志和段长的高4 位(位19-16)合成1 字节，

  "movb %%dl,%1" \        // 并放会[addr+6]处。

::"m" (*(addr)), "m" (*((addr) + 6)), "d" (limit):"dx")

// 设置局部描述符表中ldt 描述符的基地址字段。

#define set_base(ldt,base) _set_base( ((char *)&(ldt)) , base )

// 设置局部描述符表中ldt 描述符的段长字段。

#define set_limit(ldt,limit) _set_limit( ((char *)&(ldt)) , (limit-1)>>12 )

// 从地址addr 处描述符中取段基地址。功能与_set_base()正好相反。

// edx - 存放基地址(__base)；%1 - 地址addr 偏移2；%2 - 地址addr 偏移4；%3 - addr 偏移7。

#define _get_base(addr) ({\

unsigned long __base; \

__asm__( "movb %3,%%dh\n\t" \    // 取[addr+7]处基址高16 位的高8 位(位31-24)??dh。

  "movb %2,%%dl\n\t" \        // 取[addr+4]处基址高16 位的低8 位(位23-16)??dl。

  "shll $16,%%edx\n\t" \    // 基地址高16 位移到edx 中高16 位处。

  "movw %1,%%dx" \        // 取[addr+2]处基址低16 位(位15-0)??dx。

:"=d" (__base) \        // 从而edx 中含有32 位的段基地址。

:"m" (*((addr) + 2)), "m" (*((addr) + 4)), "m" (*((addr) + 7)));

__base;

}

)

// 取局部描述符表中ldt 所指段描述符中的基地址。

#define get_base(ldt) _get_base( ((char *)&(ldt)) )

// 取段选择符segment 的段长值。

// %0 - 存放段长值(字节数)；%1 - 段选择符segment。

#define get_limit(segment) ({ \

unsigned long __limit; \

__asm__( "lsll %1,%0\n\tincl %0": "=r" (__limit): "r" (segment)); \

__limit;})

#endif

 

 

 

 

linux下sched.h源码文件分析

2011-05-08 22:17:04

#ifndef _SCHED_H
#define _SCHED_H
#define NR_TASKS 64 // 系统中同时最多任务（进程）数。
#define HZ 100 // 定义系统时钟滴答频率(1 百赫兹，每个滴答10ms)
#define FIRST_TASK task[0] // 任务0 比较特殊，所以特意给它单独定义一个符号。
#define LAST_TASK task[NR_TASKS-1] // 任务数组中的最后一项任务。
#include <linux/head.h> // head 头文件，定义了段描述符的简单结构，和几个选择符常量。
#include <linux/fs.h> // 文件系统头文件。定义文件表结构（file,buffer_head,m_inode 等）。
#include <linux/mm.h> // 内存管理头文件。含有页面大小定义和一些页面释放函数原型。
#include <signal.h> // 信号头文件。定义信号符号常量，信号结构以及信号操作函数原型。
#if (NR_OPEN > 32)
#error "Currently the close-on-exec-flags are in one word, max 32 files/proc"
#endif
// 这里定义了进程运行可能处的状态。
#define TASK_RUNNING 0 // 进程正在运行或已准备就绪。
#define TASK_INTERRUPTIBLE 1 // 进程处于可中断等待状态。
#define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2 // 进程处于不可中断等待状态，主要用于I/O 操作等待。
#define TASK_ZOMBIE 3 // 进程处于僵死状态，已经停止运行，但父进程还没发信号。
#define TASK_STOPPED 4 // 进程已停止。
#ifndef NULL
#define NULL ((void *) 0) // 定义NULL 为空指针。
#endif
// 复制进程的页目录页表。Linus 认为这是内核中最复杂的函数之一。( mm/memory.c, 105 )
extern int copy_page_tables (unsigned long from, unsigned long to, long size);
// 释放页表所指定的内存块及页表本身。( mm/memory.c, 150 )
extern int free_page_tables (unsigned long from, unsigned long size);
// 调度程序的初始化函数。( kernel/sched.c, 385 )
extern void sched_init (void);
// 进程调度函数。( kernel/sched.c, 104 )
extern void schedule (void);
// 异常(陷阱)中断处理初始化函数，设置中断调用门并允许中断请求信号。( kernel/traps.c, 181 )
extern void trap_init (void);
// 显示内核出错信息，然后进入死循环。( kernel/panic.c, 16 )。
extern void panic (const char *str);
// 往tty 上写指定长度的字符串。( kernel/chr_drv/tty_io.c, 290 )。
extern int tty_write (unsigned minor, char *buf, int count);
typedef int (*fn_ptr) (); // 定义函数指针类型。
// 下面是数学协处理器使用的结构，主要用于保存进程切换时i387 的执行状态信息。
struct i387_struct
{
  long cwd; // 控制字(Control word)。
  long swd; // 状态字(Status word)。
  long twd; // 标记字(Tag word)。
  long fip; // 协处理器代码指针。
  long fcs; // 协处理器代码段寄存器。
  long foo;
  long fos;
  long st_space[20]; /* 8*10 bytes for each FP-reg = 80 bytes */
};
// 任务状态段数据结构（参见列表后的信息）。
struct tss_struct
{
  long back_link; /* 16 high bits zero */
  long esp0;
  long ss0; /* 16 high bits zero */
  long esp1;
  long ss1; /* 16 high bits zero */
  long esp2;
  long ss2; /* 16 high bits zero */
  long cr3;
  long eip;
  long eflags;
  long eax, ecx, edx, ebx;
  long esp;
  long ebp;
  long esi;
  long edi;
  long es; /* 16 high bits zero */
  long cs; /* 16 high bits zero */
  long ss; /* 16 high bits zero */
  long ds; /* 16 high bits zero */
  long fs; /* 16 high bits zero */
  long gs; /* 16 high bits zero */
  long ldt; /* 16 high bits zero */
  long trace_bitmap; /* bits: trace 0, bitmap 16-31 */
  struct i387_struct i387;
};
// 这里是任务（进程）数据结构，或称为进程描述符。
// ==========================
// long state 任务的运行状态（-1 不可运行，0 可运行(就绪)，>0 已停止）。
// long counter 任务运行时间计数(递减)（滴答数），运行时间片。
// long priority 运行优先数。任务开始运行时counter = priority，越大运行越长。
// long signal 信号。是位图，每个比特位代表一种信号，信号值=位偏移值+1。
// struct sigaction sigaction[32] 信号执行属性结构，对应信号将要执行的操作和标志信息。
// long blocked 进程信号屏蔽码（对应信号位图）。
// --------------------------
// int exit_code 任务执行停止的退出码，其父进程会取。
// unsigned long start_code 代码段地址。
// unsigned long end_code 代码长度（字节数）。
// unsigned long end_data 代码长度 + 数据长度（字节数）。
// unsigned long brk 总长度（字节数）。
// unsigned long start_stack 堆栈段地址。
// long pid 进程标识号(进程号)。
// long father 父进程号。
// long pgrp 父进程组号。
// long session 会话号。
// long leader 会话首领。
// unsigned short uid 用户标识号（用户id）。
// unsigned short euid 有效用户id。
// unsigned short suid 保存的用户id。
// unsigned short gid 组标识号（组id）。
// unsigned short egid 有效组id。
// unsigned short sgid 保存的组id。
// long alarm 报警定时值（滴答数）。
// long utime 用户态运行时间（滴答数）。
// long stime 系统态运行时间（滴答数）。
// long cutime 子进程用户态运行时间。
// long cstime 子进程系统态运行时间。
// long start_time 进程开始运行时刻。
// unsigned short used_math 标志：是否使用了协处理器。
// --------------------------
// int tty 进程使用tty 的子设备号。-1 表示没有使用。
// unsigned short umask 文件创建属性屏蔽位。
// struct m_inode * pwd 当前工作目录i 节点结构。
// struct m_inode * root 根目录i 节点结构。
// struct m_inode * executable 执行文件i 节点结构。
// unsigned long close_on_exec 执行时关闭文件句柄位图标志。（参见include/fcntl.h）
// struct file * filp[NR_OPEN] 进程使用的文件表结构。
// --------------------------
// struct desc_struct ldt[3] 本任务的局部表描述符。0-空，1-代码段cs，2-数据和堆栈段ds&ss。
// --------------------------
// struct tss_struct tss 本进程的任务状态段信息结构。
// ==========================
struct task_struct
{
/* these are hardcoded - don't touch */
  long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
  long counter;
  long priority;
  long signal;
  struct sigaction sigaction[32];
  long blocked; /* bitmap of masked signals */
/* various fields */
  int exit_code;
  unsigned long start_code, end_code, end_data, brk, start_stack;
  long pid, father, pgrp, session, leader;
  unsigned short uid, euid, suid;
  unsigned short gid, egid, sgid;
  long alarm;
  long utime, stime, cutime, cstime, start_time;
  unsigned short used_math;
/* file system info */
  int tty; /* -1 if no tty, so it must be signed */
  unsigned short umask;
  struct m_inode *pwd;
  struct m_inode *root;
  struct m_inode *executable;
  unsigned long close_on_exec;
  struct file *filp[NR_OPEN];
/* ldt for this task 0 - zero 1 - cs 2 - ds&ss */
  struct desc_struct ldt[3];
/* tss for this task */
  struct tss_struct tss;
};
/*
* INIT_TASK is used to set up the first task table, touch at
* your own risk!. Base=0, limit=0x9ffff (=640kB)
*/
/*
* INIT_TASK 用于设置第1 个任务表，若想修改，责任自负?！
* 基址Base = 0，段长limit = 0x9ffff（=640kB）。
*/
// 对应上面任务结构的第1 个任务的信息。
#define INIT_TASK \
/* state etc */ { 0,15,15, \ // state, counter, priority
/* signals */ 0,
{
  {
  }
,}
, 0, \ // signal, sigaction[32], blocked
                    /* ec,brk... */ 0, 0, 0, 0, 0, 0, \
                    // exit_code,start_code,end_code,end_data,brk,start_stack
                    /* pid etc.. */ 0, -1, 0, 0, 0, \
                    // pid, father, pgrp, session, leader
                    /* uid etc */ 0, 0, 0, 0, 0, 0, \
                    // uid, euid, suid, gid, egid, sgid
                    /* alarm */ 0, 0, 0, 0, 0, 0, \
                    // alarm, utime, stime, cutime, cstime, start_time
                /* math */ 0, \
                // used_math
                            /* fs info */ -1, 0022, NULL, NULL, NULL, 0, \
                            // tty,umask,pwd,root,executable,close_on_exec
/* filp */
{
NULL,}
, \ // filp[20]
{
  \ // ldt[3]
  {
  0, 0}
  ,
/* ldt */
  {
  0x9f, 0xc0fa00}
  , \ // 代码长640K，基址0x0，G=1，D=1，DPL=3，P=1 TYPE=0x0a
  {
  0x9f, 0xc0f200}
  , \ // 数据长640K，基址0x0，G=1，D=1，DPL=3，P=1 TYPE=0x02
}
,
/*tss*/
{
  0, PAGE_SIZE + (long) &init_task, 0x10, 0, 0, 0, 0, (long) &pg_dir, \ // tss
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0x17, 0x17, 0x17, 0x17, 0x17, 0x17, _LDT (0), 0x80000000,
  {
  }
}
,}
extern struct task_struct *task[NR_TASKS]; // 任务数组。
extern struct task_struct *last_task_used_math; // 上一个使用过协处理器的进程。
extern struct task_struct *current; // 当前进程结构指针变量。
extern long volatile jiffies; // 从开机开始算起的滴答数（10ms/滴答）。
extern long startup_time; // 开机时间。从1970:0:0:0 开始计时的秒数。
#define CURRENT_TIME (startup_time+jiffies/HZ) // 当前时间（秒数）。
// 添加定时器函数（定时时间jiffies 滴答数，定时到时调用函数*fn()）。( kernel/sched.c,272)
extern void add_timer (long jiffies, void (*fn) (void));
// 不可中断的等待睡眠。( kernel/sched.c, 151 )
extern void sleep_on (struct task_struct **p);
// 可中断的等待睡眠。( kernel/sched.c, 167 )
extern void interruptible_sleep_on (struct task_struct **p);
// 明确唤醒睡眠的进程。( kernel/sched.c, 188 )
extern void wake_up (struct task_struct **p);
/*
* Entry into gdt where to find first TSS. 0-nul, 1-cs, 2-ds, 3-syscall
* 4-TSS0, 5-LDT0, 6-TSS1 etc ...
*/
/*
* 寻找第1 个TSS 在全局表中的入口。0-没有用nul，1-代码段cs，2-数据段ds，3-系统段syscall
* 4-任务状态段TSS0，5-局部表LTD0，6-任务状态段TSS1，等。
*/
// 全局表中第1 个任务状态段(TSS)描述符的选择符索引号。
#define FIRST_TSS_ENTRY 4
// 全局表中第1 个局部描述符表(LDT)描述符的选择符索引号。
#define FIRST_LDT_ENTRY (FIRST_TSS_ENTRY+1)
// 宏定义，计算在全局表中第n 个任务的TSS 描述符的索引号（选择符）。
#define _TSS(n) ((((unsigned long) n)<<4)+(FIRST_TSS_ENTRY<<3))
// 宏定义，计算在全局表中第n 个任务的LDT 描述符的索引号。
#define _LDT(n) ((((unsigned long) n)<<4)+(FIRST_LDT_ENTRY<<3))
// 宏定义，加载第n 个任务的任务寄存器tr。
#define ltr(n) __asm__( "ltr %%ax":: "a" (_TSS(n)))
// 宏定义，加载第n 个任务的局部描述符表寄存器ldtr。
#define lldt(n) __asm__( "lldt %%ax":: "a" (_LDT(n)))
// 取当前运行任务的任务号（是任务数组中的索引值，与进程号pid 不同）。
// 返回：n - 当前任务号。用于( kernel/traps.c, 79)。
#define str(n) \
__asm__( "str %%ax\n\t" \ // 将任务寄存器中TSS 段的有效地址??ax
"subl %2,%%eax\n\t" \ // (eax - FIRST_TSS_ENTRY*8)??eax
  "shrl $4,%%eax" \ // (eax/16)??eax = 当前任务号。
: "=a" (n):"a" (0), "i" (FIRST_TSS_ENTRY << 3))
/*
* switch_to(n) should switch tasks to task nr n, first
* checking that n isn't the current task, in which case it does nothing.
* This also clears the TS-flag if the task we switched to has used
* tha math co-processor latest.
*/
/*
* switch_to(n)将切换当前任务到任务nr，即n。首先检测任务n 不是当前任务，
* 如果是则什么也不做退出。如果我们切换到的任务最近（上次运行）使用过数学
* 协处理器的话，则还需复位控制寄存器cr0 中的TS 标志。
*/
// 输入：%0 - 新TSS 的偏移地址(*&__tmp.a)； %1 - 存放新TSS 的选择符值(*&__tmp.b)；
// dx - 新任务n 的选择符；ecx - 新任务指针task[n]。
// 其中临时数据结构__tmp 中，a 的值是32 位偏移值，b 为新TSS 的选择符。在任务切换时，a 值
// 没有用（忽略）。在判断新任务上次执行是否使用过协处理器时，是通过将新任务状态段的地址与
// 保存在last_task_used_math 变量中的使用过协处理器的任务状态段的地址进行比较而作出的。
#define switch_to(n) {\
struct {long a,b;} __tmp; \
__asm__( "cmpl %%ecx,_current\n\t" \ // 任务n 是当前任务吗?(current ==task[n]?)
  "je 1f\n\t" \ // 是，则什么都不做，退出。
  "movw %%dx,%1\n\t" \ // 将新任务的选择符??*&__tmp.b。
  "xchgl %%ecx,_current\n\t" \ // current = task[n]；ecx = 被切换出的任务。
  "ljmp %0\n\t" \ // 执行长跳转至*&__tmp，造成任务切换。
// 在任务切换回来后才会继续执行下面的语句。
  "cmpl %%ecx,_last_task_used_math\n\t" \ // 新任务上次使用过协处理器吗？
  "jne 1f\n\t" \ // 没有则跳转，退出。
  "clts\n" \ // 新任务上次使用过协处理器，则清cr0 的TS 标志。
  "1:"::"m" (*&__tmp.a), "m" (*&__tmp.b),
  "d" (_TSS (n)), "c" ((long) task[n]));
}
// 页面地址对准。（在内核代码中没有任何地方引用!!）
#define PAGE_ALIGN(n) (((n)+0xfff)&0xfffff000)
// 设置位于地址addr 处描述符中的各基地址字段(基地址是base)，参见列表后说明。
// %0 - 地址addr 偏移2；%1 - 地址addr 偏移4；%2 - 地址addr 偏移7；edx - 基地址base。
#define _set_base(addr,base) \
__asm__( "movw %%dx,%0\n\t" \ // 基址base 低16 位(位15-0)??[addr+2]。
"rorl $16,%%edx\n\t" \ // edx 中基址高16 位(位31-16)??dx。
  "movb %%dl,%1\n\t" \ // 基址高16 位中的低8 位(位23-16)??[addr+4]。
  "movb %%dh,%2" \ // 基址高16 位中的高8 位(位31-24)??[addr+7]。
::"m" (*((addr) + 2)), "m" (*((addr) + 4)), "m" (*((addr) + 7)), "d" (base):"dx")
// 设置位于地址addr 处描述符中的段限长字段(段长是limit)。
// %0 - 地址addr；%1 - 地址addr 偏移6 处；edx - 段长值limit。
#define _set_limit(addr,limit) \
__asm__( "movw %%dx,%0\n\t" \ // 段长limit 低16 位(位15-0)??[addr]。
  "rorl $16,%%edx\n\t" \ // edx 中的段长高4 位(位19-16)??dl。
  "movb %1,%%dh\n\t" \ // 取原[addr+6]字节??dh，其中高4 位是些标志。
  "andb $0xf0,%%dh\n\t" \ // 清dh 的低4 位(将存放段长的位19-16)。
  "orb %%dh,%%dl\n\t" \ // 将原高4 位标志和段长的高4 位(位19-16)合成1 字节，
  "movb %%dl,%1" \ // 并放会[addr+6]处。
::"m" (*(addr)), "m" (*((addr) + 6)), "d" (limit):"dx")
// 设置局部描述符表中ldt 描述符的基地址字段。
#define set_base(ldt,base) _set_base( ((char *)&(ldt)) , base )
// 设置局部描述符表中ldt 描述符的段长字段。
#define set_limit(ldt,limit) _set_limit( ((char *)&(ldt)) , (limit-1)>>12 )
// 从地址addr 处描述符中取段基地址。功能与_set_base()正好相反。
// edx - 存放基地址(__base)；%1 - 地址addr 偏移2；%2 - 地址addr 偏移4；%3 - addr 偏移7。
#define _get_base(addr) ({\
unsigned long __base; \
__asm__( "movb %3,%%dh\n\t" \ // 取[addr+7]处基址高16 位的高8 位(位31-24)??dh。
  "movb %2,%%dl\n\t" \ // 取[addr+4]处基址高16 位的低8 位(位23-16)??dl。
  "shll $16,%%edx\n\t" \ // 基地址高16 位移到edx 中高16 位处。
  "movw %1,%%dx" \ // 取[addr+2]处基址低16 位(位15-0)??dx。
:"=d" (__base) \ // 从而edx 中含有32 位的段基地址。
:"m" (*((addr) + 2)), "m" (*((addr) + 4)), "m" (*((addr) + 7)));
__base;
}
)
// 取局部描述符表中ldt 所指段描述符中的基地址。
#define get_base(ldt) _get_base( ((char *)&(ldt)) )
// 取段选择符segment 的段长值。
// %0 - 存放段长值(字节数)；%1 - 段选择符segment。
#define get_limit(segment) ({ \
unsigned long __limit; \
__asm__( "lsll %1,%0\n\tincl %0": "=r" (__limit): "r" (segment)); \
__limit;})

 

 

 

尽管内核模块不象应用程序一样顺序执行, 内核做的大部分动作是代表一个特定进程的. 内核代码可以引用当前进程, 通过存取全局项 current, 它在 <asm/current.h> 中定义, 它产生一个指针指向结构 task_struct, 在 <linux/sched.h> 定义. current 指针指向当前在运行的进程. 在一个系统调用执行期间, 例如 open 或者 read, 当前进程是发出调用的进程. 内核代码可以通过使用 current 来使用进程特定的信息, 如果它需要这样.

实际上, current 不真正地是一个全局变量. 支持 SMP 系统的需要强迫内核开发者去开发一种机制, 在相关的 CPU 上来找到当前进程. 这种机制也必须快速, 因为对 current 的引用非常频繁地发生. 结果就是一个依赖体系的机制, 常常, 隐藏了一个指向 task_struct 的指针在内核堆栈内. 实现的细节对别的内核子系统保持隐藏, 一个设备驱动可以只包含 <linux/sched.h> 并且引用当前进程. 例如, 下面的语句打印了当前进程的进程 ID 和命令名称, 通过存取结构 task_struct 中的某些字段.

printk(KERN_INFO "The process is \"%s\" (pid %i)\n", current->comm, current->pid);

存于 current->comm

的命令名称是由当前进程执行的程序文件的基本名称( 截短到 15 个字符, 如果需要 ).

 

task_struct在linux的定义如下：

struct task_struct {
    volatile long state;    /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
    struct thread_info *thread_info;
    atomic_t usage;
    unsigned long flags;    /* per process flags, defined below */
    unsigned long ptrace;

    int lock_depth;     /* Lock depth */

    int prio, static_prio;
    struct list_head run_list;
    prio_array_t *array;

    unsigned long sleep_avg;
    long interactive_credit;
    unsigned long long timestamp;
    int activated;

    unsigned long policy;
    cpumask_t cpus_allowed;
    unsigned int time_slice, first_time_slice;

    struct list_head tasks;
    /*
    * ptrace_list/ptrace_children forms the list of my children
    * that were stolen by a ptracer.
    */
    struct list_head ptrace_children;
    struct list_head ptrace_list;

    struct mm_struct *mm, *active_mm;

/* task state */
    struct linux_binfmt *binfmt;
    int exit_code, exit_signal;
    int pdeath_signal; /* The signal sent when the parent dies */
    /* ??? */
    unsigned long personality;
    int did_exec:1;
    pid_t pid;
    pid_t tgid;
    /* 
    * pointers to (original) parent process, youngest child, younger sibling,
    * older sibling, respectively. (p->father can be replaced with 
    * p->parent->pid)
    */
    struct task_struct *real_parent; /* real parent process (when being debugged) */
    struct task_struct *parent; /* parent process */
    /*
    * children/sibling forms the list of my children plus the
    * tasks I'm ptracing.
    */
    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 */

    /* PID/PID hash table linkage. */
    struct pid_link pids[PIDTYPE_MAX];

    wait_queue_head_t wait_chldexit;    /* for wait4() */
    struct completion *vfork_done;      /* for vfork() */
    int __user *set_child_tid;      /* CLONE_CHILD_SETTID */
    int __user *clear_child_tid;        /* CLONE_CHILD_CLEARTID */

    unsigned long rt_priority;
    unsigned long it_real_value, it_prof_value, it_virt_value;
    unsigned long it_real_incr, it_prof_incr, it_virt_incr;
    struct timer_list real_timer;
    unsigned long utime, stime, cutime, cstime;
    unsigned long nvcsw, nivcsw, cnvcsw, cnivcsw; /* context switch counts */
    u64 start_time;
/* mm fault and swap info: this can arguably be seen as either mm-specific or thread-specific */
    unsigned long min_flt, maj_flt, cmin_flt, cmaj_flt;
/* process credentials */
    uid_t uid,euid,suid,fsuid;
    gid_t gid,egid,sgid,fsgid;
    struct group_info *group_info;
    kernel_cap_t   cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted;
    int keep_capabilities:1;
    struct user_struct *user;
/* limits */
    struct rlimit rlim[RLIM_NLIMITS];
    unsigned short used_math;
    char comm[16];
/* file system info */
    int link_count, total_link_count;
/* ipc stuff */
    struct sysv_sem sysvsem;
/* CPU-specific state of this task */
    struct thread_struct thread;
/* filesystem information */
    struct fs_struct *fs;
/* open file information */
    struct files_struct *files;
/* namespace */
    struct namespace *namespace;
/* signal handlers */
    struct signal_struct *signal;
    struct sighand_struct *sighand;

    sigset_t blocked, real_blocked;
    struct sigpending pending;

    unsigned long sas_ss_sp;
    size_t sas_ss_size;
    int (*notifier)(void *priv);
    void *notifier_data;
    sigset_t *notifier_mask;
    
    void *security;
    struct audit_context *audit_context;

/* Thread group tracking */
   u32 parent_exec_id;
   u32 self_exec_id;
/* Protection of (de-)allocation: mm, files, fs, tty */
    spinlock_t alloc_lock;
/* Protection of proc_dentry: nesting proc_lock, dcache_lock, write_lock_irq(&tasklist_lock); */
    spinlock_t proc_lock;
/* context-switch lock */
    spinlock_t switch_lock;

/* journalling filesystem info */
    void *journal_info;

/* VM state */
    struct reclaim_state *reclaim_state;

    struct dentry *proc_dentry;
    struct backing_dev_info *backing_dev_info;

    struct io_context *io_context;

    unsigned long ptrace_message;
    siginfo_t *last_siginfo; /* For ptrace use. */

#ifdef CONFIG_NUMA
struct mempolicy *mempolicy;
short il_next;      /* could be shared with used_math */
#endif
};

1. 调度数据成员(1) volatile long states;
表示进程的当前状态:
? TASK_RUNNING:正在运行或在就绪队列run-queue中准备运行的进程，实际参与进程调度。
? TASK_INTERRUPTIBLE:处于等待队列中的进程，待资源有效时唤醒，也可由其它进程通过信号(signal)或定时中断唤醒后进入就绪队列run-queue。
? TASK_UNINTERRUPTIBLE:处于等待队列中的进程，待资源有效时唤醒，不可由其它进程通过信号(signal)或定时中断唤醒。
? TASK_ZOMBIE:表示进程结束但尚未消亡的一种状态(僵死状态)。此时，进程已经结束运行且释放大部分资源，但尚未释放进程控制块。
?TASK_STOPPED:进程被暂停，通过其它进程的信号才能唤醒。导致这种状态的原因有二，或者是对收到SIGSTOP、SIGSTP、SIGTTIN或SIGTTOU信号的反应，或者是受其它进程的ptrace系统调用的控制而暂时将CPU交给控制进程。
? TASK_SWAPPING: 进程页面被交换出内存的进程。
(2) unsigned long flags;
进程标志:
?PF_ALIGNWARN 打印“对齐”警告信息。
?PF_PTRACED 被ptrace系统调用监控。
?PF_TRACESYS 正在跟踪。
?PF_FORKNOEXEC 进程刚创建，但还没执行。
?PF_SUPERPRIV 超级用户特权。
?PF_DUMPCORE dumped core。
?PF_SIGNALED 进程被信号(signal)杀出。
?PF_STARTING 进程正被创建。
?PF_EXITING 进程开始关闭。
?PF_USEDFPU 该进程使用FPU(SMP only)。
?PF_DTRACE delayed trace (used on m68k)。
(3) long priority;
进程优先级。 Priority的值给出进程每次获取CPU后可使用的时间(按jiffies计)。优先级可通过系统调用sys_setpriorty改变(在kernel/sys.c中)。
(4) unsigned long rt_priority;
rt_priority 给出实时进程的优先级，rt_priority+1000给出进程每次获取CPU后可使用的时间(同样按jiffies计)。实时进程的优先级可通过系统 调用sys_sched_setscheduler()改变(见kernel/sched.c)。
(5) long counter;
在 轮转法调度时表示进程当前还可运行多久。在进程开始运行是被赋为priority的值，以后每隔一个tick(时钟中断)递减1，减到0时引起新一轮调 度。重新调度将从run_queue队列选出counter值最大的就绪进程并给予CPU使用权，因此counter起到了进程的动态优先级的作用 (priority则是静态优先级)。
(6) unsigned long policy;
该进程的进程调度策略，可以通过系统调用sys_sched_setscheduler()更改(见kernel/sched.c)。调度策略有:
?SCHED_OTHER 0 非实时进程，基于优先权的轮转法(round robin)。
?SCHED_FIFO 1 实时进程，用先进先出算法。
?SCHED_RR 2 实时进程，用基于优先权的轮转法。
2. 信号处理
(1) unsigned long signal;
进程接收到的信号。每位表示一种信号，共32种。置位有效。
(2) unsigned long blocked;
进程所能接受信号的位掩码。置位表示屏蔽，复位表示不屏蔽。
(3) struct signal_struct *sig;
因 为signal和blocked都是32位的变量，Linux最多只能接受32种信号。对每种信号，各进程可以由PCB的sig属性选择使用自定义的处理 函数，或是系统的缺省处理函数。指派各种信息处理函数的结构定义在include/linux/sched.h中。对信号的检查安排在系统调用结束后，以 及“慢速型”中断服务程序结束后(IRQ#_interrupt()，参见9。5节“启动内核”)。
3. 进程队列指针
(1) struct task_struct *next_task，*prev_task;
所有进程(以PCB的形式)组成一个双向链表。next_task和就是链表的前后指针。链表的头和尾都是init_task(即0号进程)。
(2) struct task_struct *next_run，*prev_run;
由正在运行或是可以运行的，其进程状态均为TASK_RUNNING的进程所组成的一个双向循环链表，即run_queue就绪队列。该链表的前后向指针用next_run和prev_run，链表的头和尾都是init_task(即0号进程)。
(3) struct task_struct *p_opptr，*p_pptr;和struct task_struct *p_cptr，*p_ysptr，*p_osptr;
以上分别是指向原始父进程(original parent)、父进程(parent)、子进程(youngest child)及新老兄弟进程(younger sibling，older sibling)的指针。

4. 进程标识
(1) unsigned short uid，gid;
uid和gid是运行进程的用户标识和用户组标识。
(2) int groups[NGROUPS];
与多数现代UNIX操作系统一样，Linux允许进程同时拥有一组用户组号。在进程访问文件时，这些组号可用于合法性检查。
(3) unsigned short euid，egid;
euid 和egid又称为有效的uid和gid。出于系统安全的权限的考虑，运行程序时要检查euid和egid的合法性。通常，uid等于euid，gid等于 egid。有时候，系统会赋予一般用户暂时拥有root的uid和gid(作为用户进程的euid和egid)，以便于进行运作。
(4) unsigned short fsuid，fsgid;
fsuid 和fsgid称为文件系统的uid和gid，用于文件系统操作时的合法性检查，是Linux独特的标识类型。它们一般分别和euid和egid一致，但在 NFS文件系统中NFS服务器需要作为一个特殊的进程访问文件，这时只修改客户进程的fsuid和fsgid。
(5) unsigned short suid，sgid;
suid和sgid是根据POSIX标准引入的，在系统调用改变uid和gid时，用于保留真正的uid和gid。
(6) int pid，pgrp，session;
进程标识号、进程的组织号及session标识号，相关系统调用(见程序kernel/sys.c)有sys_setpgid、sys_getpgid、sys_setpgrp、sys_getpgrp、sys_getsid及sys_setsid几种。
(7) int leader;
是否是session的主管，布尔量。
5. 时间数据成员
(1) unsigned long timeout;
用于软件定时，指出进程间隔多久被重新唤醒。采用tick为单位。
(2) unsigned long it_real_value，it_real_iner;
用 于itimer(interval timer)软件定时。采用jiffies为单位，每个tick使it_real_value减到0时向进程发信号SIGALRM，并重新置初值。初值由 it_real_incr保存。具体代码见kernel/itimer.c中的函数it_real_fn()。
(3) struct timer_list real_timer;
一种定时器结构(Linux共有两种定时器结构，另一种称作old_timer)。数据结构的定义在include/linux/timer.h中，相关操作函数见kernel/sched.c中add_timer()和del_timer()等。
(4) unsigned long it_virt_value，it_virt_incr;
关 于进程用户态执行时间的itimer软件定时。采用jiffies为单位。进程在用户态运行时，每个tick使it_virt_value减1，减到0时 向进程发信号SIGVTALRM，并重新置初值。初值由it_virt_incr保存。具体代码见kernel/sched.c中的函数 do_it_virt()。
(5) unsigned long it_prof_value，it_prof_incr;
同样是 itimer软件定时。采用jiffies为单位。不管进程在用户态或内核态运行，每个tick使it_prof_value减1，减到0时向进程发信号 SIGPROF，并重新置初值。初值由it_prof_incr保存。 具体代码见kernel/sched.c中的函数do_it_prof。
(6) long utime，stime，cutime，cstime，start_time;
以上分别为进程在用户态的运行时间、进程在内核态的运行时间、所有层次子进程在用户态的运行时间总和、所有层次子进程在核心态的运行时间总和，以及创建该进程的时间。
6. 信号量数据成员
(1) struct sem_undo *semundo;
进 程每操作一次信号量，都生成一个对此次操作的undo操作，它由sem_undo结构描述。这些属于同一进程的undo操作组成的链表就由semundo 属性指示。当进程异常终止时，系统会调用undo操作。sem_undo的成员semadj指向一个数据数组，表示各次undo的量。结构定义在 include/linux/sem.h。
(2) struct sem_queue *semsleeping;
每一信号量集合对应一 个sem_queue等待队列(见include/linux/sem.h)。进程因操作该信号量集合而阻塞时，它被挂到semsleeping指示的关 于该信号量集合的sem_queue队列。反过来，semsleeping。sleeper指向该进程的PCB。
7. 进程上下文环境
(1) struct desc_struct *ldt;
进程关于CPU段式存储管理的局部描述符表的指针，用于仿真WINE Windows的程序。其他情况下取值NULL，进程的ldt就是arch/i386/traps.c定义的default_ldt。
(2) struct thread_struct tss;
任务状态段，其内容与INTEL CPU的TSS对应，如各种通用寄存器.CPU调度时，当前运行进程的TSS保存到PCB的tss，新选中进程的tss内容复制到CPU的TSS。结构定义在include/linux/tasks.h中。
(3) unsigned long saved_kernel_stack;
为MS-DOS的仿真程序(或叫系统调用vm86)保存的堆栈指针。
(4) unsigned long kernel_stack_page;
在内核态运行时，每个进程都有一个内核堆栈，其基地址就保存在kernel_stack_page中。
8. 文件系统数据成员
(1) struct fs_struct *fs;
fs 保存了进程本身与VFS的关系消息，其中root指向根目录结点，pwd指向当前目录结点，umask给出新建文件的访问模式(可由系统调用umask更 改)，count是Linux保留的属性，如下页图所示。结构定义在include/linux/sched.h中。
(2) struct files_struct *files;
files包含了进程当前所打开的文件(struct file *fd[NR_OPEN])。在Linux中，一个进程最多只能同时打开NR_OPEN个文件。而且，前三项分别预先设置为标准输入、标准输出和出错消息输出文件。 
(3) int link_count;
文件链(link)的数目。
9. 内存数据成员
(1) struct mm_struct *mm;
在linux 中，采用按需分页的策略解决进程的内存需求。task_struct的数据成员mm指向关于存储管理的mm_struct结构。其中包含了一个虚存队列 mmap，指向由若干vm_area_struct描述的虚存块。同时，为了加快访问速度，mm中的mmap_avl维护了一个AVL树。在树中，所有的 vm_area_struct虚存块均由左指针指向相邻的低虚存块，右指针指向相邻的高虚存块。 结构定义在include/linux/sched.h中。
10. 页面管理
(1) int swappable:1;
进程占用的内存页面是否可换出。swappable为1表示可换出。对该标志的复位和置位均在do_fork()函数中执行(见kerenl/fork.c)。
(2) unsigned long swap_address;
虚存地址比swap_address低的进程页面，以前已经换出或已换出过，进程下一次可换出的页面自swap_address开始。参见swap_out_process()和swap_out_pmd()(见mm/vmscan.c)。
(3) unsigned long min_flt，maj_flt;
该 进程累计的minor缺页次数和major缺页次数。maj_flt基本与min_flt相同，但计数的范围比后者广(参见fs/buffer.c和 mm/page_alloc.c)。min_flt只在do_no_page()、do_wp_page()里(见mm/memory.c)计数新增的可 以写操作的页面。
(4) unsigned long nswap;
该进程累计换出的页面数。
(5) unsigned long cmin_flt，cmaj_flt，cnswap;
以本进程作为祖先的所有层次子进程的累计换入页面、换出页面计数。
(6) unsigned long old_maj_flt，dec_flt;
(7) unsigned long swap_cnt;
下一次信号最多可换出的页数。
11. 支持对称多处理器方式(SMP)时的数据成员
(1) int processor;
进程正在使用的CPU。
(2) int last_processor;
进程最后一次使用的CPU。
(3) int lock_depth;
上下文切换时系统内核锁的深度。
12. 其它数据成员
(1) unsigned short used_math;
是否使用FPU。
(2) char comm[16];
进程正在运行的可执行文件的文件名。
(3) struct rlimit rlim[RLIM_NLIMITS];
结 构rlimit用于资源管理，定义在linux/include/linux/resource.h中，成员共有两项:rlim_cur是资源的当前最大 数目;rlim_max是资源可有的最大数目。在i386环境中，受控资源共有RLIM_NLIMITS项，即10项，定义在 linux/include/asm/resource.h中，见下表:
(4) int errno;
最后一次出错的系统调用的错误号，0表示无错误。系统调用返回时，全程量也拥有该错误号。
(5) long debugreg[8];
保存INTEL CPU调试寄存器的值，在ptrace系统调用中使用。
(6) struct exec_domain *exec_domain;
Linux可以运行由80386平台其它UNIX操作系统生成的符合iBCS2标准的程序。关于此类程序与Linux程序差异的消息就由exec_domain结构保存。
(7) unsigned long personality;
Linux 可以运行由80386平台其它UNIX操作系统生成的符合iBCS2标准的程序。 Personality进一步描述进程执行的程序属于何种UNIX平台的“个性”信息。通常有PER_Linux、PER_Linux_32BIT、 PER_Linux_EM86、PER_SVR3、PER_SCOSVR3、PER_WYSEV386、PER_ISCR4、PER_BSD、 PER_XENIX和PER_MASK等，参见include/linux/personality.h。
(8) struct linux_binfmt *binfmt;
指向进程所属的全局执行文件格式结构，共有a。out、script、elf和java等四种。结构定义在include/linux/binfmts.h中(core_dump、load_shlib(fd)、load_binary、use_count)。
(9) int exit_code，exit_signal;
引起进程退出的返回代码exit_code，引起错误的信号名exit_signal。
(10) int dumpable:1;
布尔量，表示出错时是否可以进行memory dump。
(11) int did_exec:1;
按POSIX要求设计的布尔量，区分进程是正在执行老程序代码，还是在执行execve装入的新代码。
(12) int tty_old_pgrp;
进程显示终端所在的组标识。
(13) struct tty_struct *tty;
指向进程所在的显示终端的信息。如果进程不需要显示终端，如0号进程，则该指针为空。结构定义在include/linux/tty.h中。
(14) struct wait_queue *wait_chldexit;
在进程结束时，或发出系统调用wait4后，为了等待子进程的结束，而将自己(父进程)睡眠在该队列上。结构定义在include/linux/wait.h中。
13. 进程队列的全局变量
(1) current;
当前正在运行的进程的指针，在SMP中则指向CPU组中正被调度的CPU的当前进程:
#define current(0+current_set[smp_processor_id()])/*sched.h*/
struct task_struct *current_set[NR_CPUS];
(2) struct task_struct init_task;
即0号进程的PCB，是进程的“根”，始终保持初值INIT_TASK。
(3) struct task_struct *task[NR_TASKS];
进 程队列数组，规定系统可同时运行的最大进程数(见kernel/sched.c)。NR_TASKS定义在include/linux/tasks.h 中，值为512。每个进程占一个数组元素(元素的下标不一定就是进程的pid)，task[0]必须指向init_task(0号进程)。可以通过 task[]数组遍历所有进程的PCB。但Linux也提供一个宏定义for_each_task()(见 include/linux/sched.h)，它通过next_task遍历所有进程的PCB:
#define for_each_task(p) \
for(p=&init_task;(p=p->next_task)!=&init_task;)
(4) unsigned long volatile jiffies;
Linux的基准时间(见kernal/sched.c)。系统初始化时清0，以后每隔10ms由时钟中断服务程序do_timer()增1。
(5) int need_resched;
重新调度标志位(见kernal/sched.c)。当需要Linux调度时置位。在系统调用返回前(或者其它情形下)，判断该标志是否置位。置位的话，马上调用schedule进行CPU调度。
(6) unsigned long intr_count;
记 录中断服务程序的嵌套层数(见kernal/softirq.c)。正常运行时，intr_count为0。当处理硬件中断、执行任务队列中的任务或者执 行bottom half队列中的任务时，intr_count非0。这时，内核禁止某些操作，例如不允许重新调度。