【Linux】task_struct结构体成员中字段介绍

引言

任何计算机系统都包含一个基本的程序集合，成为操作系统（OS）。操作系统包括：
（1）内核：进程管理、内存管理、文件管理、驱动管理……
（2）其他程序：函数库、shell程序……

---

那么计算机是如何管理进程的呢？

总结起来就是先把进程描述起来，用struct结构体，再把进程组织起来，用链表或者更高效的数据结构。

---

什么是进程呢？

---

概念

• 课本内容：程序的一个执行实例，正在执行的程序等；
• 内核观点：担当分配系统资源（CPU时间，内存）的实体；

描述进程的PCB

进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中，可理解为进程属性的集合，课本上叫做PCB（process control block），Linux操作系统下的PCB是：task_struct。

task_struct内容分类

• 标识符：与进程相关的唯一标识符，用来区别正在执行的进程和其他进程。
• 状态：描述进程的状态，因为进程有挂起，阻塞，运行等好几个状态，所以都有个标识符来记录进程的执行状态。
• 优先级：如果有好几个进程正在执行，就涉及到进程被执行的先后顺序的问题，这和进程优先级这个标识符有关。
• 程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址。
• 内存指针：程序代码和进程相关数据的指针。
• 上下文数据：进程执行时处理器的寄存器中的数据。
• I/O状态信息：包括显示的I/O请求，分配给进程的I/O设备和被进程使用的文件列表等。
• 记账信息：包括处理器的时间总和，记账号等等。
• 其他信息

每一个PCB都包含这些信息，它定义在下图文件的sched.h中。

---

下面让我们来看一下sched.h中对task_struct的结构体成员们：

进程状态

 volatile long state;    /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */

上面这个变量就是描述进程状态的成员，其中volatile关键字是降低编译器对代码的优化，使得state变量一直从变量的内存中读取内容而不是寄存器；从而保证对操作系统状态实时访问的稳定性。
state成员的可能取值如下：

/*
  * Task state bitmask. NOTE! These bits are also
  * encoded in fs/