Linux内核原理之进程管理-优快云博客

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本文详细探讨了Linux内核中的进程管理，包括进程描述、创建、状态管理和终结。介绍了进程描述符的分配和存放，强调了线程在Linux中被视为特殊进程。阐述了fork()和vfork()的实现，特别是写时拷贝技术。同时讨论了内核线程的创建和进程终结的步骤，以及孤儿进程的处理机制。

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进程：处于执行期的程序以及相关资源（打开的文件、挂起的信号、内核内部数据、处理器状态等）的总称

线程：是在进程中活动的对象，每个线程都拥有一个独立的程序计数器、进程栈和一组进程寄存器。内核调度的对象是线程，不是进程

Linux不区分进程和线程，对它来说，线程只不过是一种特殊的进程而已

现代操作系统的两种虚拟机制：

注意：线程之间可以共享虚拟内存，但是都拥有自己的虚拟处理器

内核把进程的列表存放在叫做任务队列的双向循环链表中。链表中的每一项类型为task_struct，称为进程描述符的结构，描述了一个具体进程的所有信息

Linux通过slab分配器分配task_struct结构，这样能够对象复用和缓存着色。

每个任务的thread_info结构在它的内核栈尾端分配，其中task域存放的是指向该任务实际task_struct的指针

struct thread_info {
   
	struct task_struct *task;
    struct exec_domain *exec_domain;
    
    ...
};

在内核中，访问任务需要获取指向task_struct结构的指针，通过current宏查找到当前进程的进程描述符，这个查找的速度很重要

有的硬件体系结构拿出一个专门的寄存器存放当前进程的task_struct指针，而有些像x86的体系结构（寄存器不太富余），就只能在内核栈的尾部创建thread_info结构，通过计算偏移量间接找到task_struct结构

进程描述符中的state域描述了进程的当前状态。系统中进程的状态包括：

TASK_RUNNING(运行或就绪)：进程是可执行的
TASK_INTERRUPTIBLE(可中断睡眠)
TASK_UNINTERRUPTIBLE(不可中断睡眠)
__TASK_TRACED：被其他进程跟踪的进程，例如ptrace调试的程序
__TASK_STOPPED：被暂停执行的任务，通常在接收到SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU等信号时