26、Linux内核进程与线程：任务结构深入解析

Linux内核进程与线程：任务结构深入解析

1. 进程虚拟地址空间的宏观视角

在深入探讨之前，我们需要对每个进程的完整虚拟地址空间（VAS）以及整个系统的情况有一个宏观的认识。下面的详细图表（可参考相关彩色PDF文档https://static.packt-cdn.com/downloads/9781789953435_ColorImages.pdf ）展示了这一信息。

除了已知的进程用户空间段、线程和内核模式栈之外，内核中还有许多其他元数据，如任务结构、内核线程和内存描述符元数据结构等，它们都是内核VAS（通常称为内核段）的一部分。内核段不仅包含任务和栈，还包括核心内核代码和数据，即主要的内核子系统、特定架构的代码等。

以下是内核段的主要组成部分：
| 组成部分 | 说明 |
| ---- | ---- |
| 核心内核代码和数据 | 包含主要的内核子系统，用图表中的红色框表示 |
| 非核心部分 | 如设备驱动程序 |
| 特定架构代码 | 可视为核心代码，但在图表中单独展示 |

2. 理解和访问内核任务结构

在Linux内核中，每个用户空间和内核空间线程都由一个包含其所有属性的元数据结构——任务结构（task structure）来表示，在代码中为 include/linux/sched.h:struct task_struct 。

任务结构是线程的“根”元数据结构，封装了操作系统管理该线程所需的所有信息，包括：
- 内存信息（段、页表、使用信息等）
- CPU调度细节
- 当前打开的文件
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