進程是處于執行期的程序以及它所管理的資源（如打開的文件、掛起的信號、進程狀態、地址空間等等）的總稱

Linux內核通過一個被稱為進程描述符的task_struct結構體來管理進程，這個結構體包含了一個進程所需的所有信息。它定義在include/linux/sched.h文件中。

這個結構體中包含了很多的信息，下面就讓我們來一一簡單的看看這些結構體內容，對進程描述符有一個基本的理解。

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進程狀態

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

state成員的可能取值如下

/** Task state bitmask. NOTE! These bits are also* encoded in fs/proc/array.c: get_task_state().** We have two separate sets of flags: task->state* is about runnability, while task->exit_state are* about the task exiting. Confusing, but this way* modifying one set can't modify the other one by* mistake.*/#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_DEAD               16#define EXIT_ZOMBIE             32#define EXIT_TRACE              (EXIT_ZOMBIE | EXIT_DEAD)/* in tsk->state again */#define TASK_DEAD               64#define TASK_WAKEKILL           128    /** wake on signals that are deadly **/#define TASK_WAKING             256#define TASK_PARKED             512#define TASK_NOLOAD             1024#define TASK_STATE_MAX          2048/* Convenience macros for the sake of set_task_state */
#define TASK_KILLABLE           (TASK_WAKEKILL | TASK_UNINTERRUPTIBLE)
#define TASK_STOPPED            (TASK_WAKEKILL | __TASK_STOPPED)
#define TASK_TRACED             (TASK_WAKEKILL | __TASK_TRACED)

上面的這些狀態又分為下面的幾類

5個互斥狀態

state可以是5個互斥狀態中的一種，系統中的進程必須處于5個狀態中的一種。
這個5個狀態的具體描述如下

狀態	描述
TASK_RUNNING	表示進程要么正在執行，要么正要準備執行（已經就緒），正在等待cpu時間片的調度
TASK_INTERRUPTIBLE	進程因為等待一些條件而被掛起（阻塞）而所處的狀態。這些條件主要包括：硬中斷、資源、一些信號……，一旦等待的條件成立，進程就會從該狀態（阻塞）迅速轉化成為就緒狀態TASK_RUNNING
TASK_UNINTERRUPTIBLE	意義與TASK_INTERRUPTIBLE類似，除了不能通過接受一個信號來喚醒以外，對于處于TASK_UNINTERRUPIBLE狀態的進程，哪怕我們傳遞一個信號或者有一個外部中斷都不能喚醒他們。只有它所等待的資源可用的時候，他才會被喚醒。這個標志很少用，但是并不代表沒有任何用處，其實他的作用非常大，特別是對于驅動刺探相關的硬件過程很重要，這個刺探過程不能被一些其他的東西給中斷，否則就會讓進城進入不可預測的狀態
TASK_STOPPED	進程被停止執行，當進程接收到SIGSTOP、SIGTTIN、SIGTSTP或者SIGTTOU信號之后就會進入該狀態
TASK_TRACED	r表示進程被debugger等進程監視，進程執行被調試程序所停止，當一個進程被另外的進程所監視，每一個信號都會讓進城進入該狀態

5個互斥狀態

兩個附加的進程狀態既可以被添加到state域中，又可以被添加到exit_state域中。只有當進程終止的時候，才會達到這兩種狀態.

/* task state */
int exit_state;
int exit_code, exit_signal;

狀態	描述
EXIT_ZOMBIE	進程的執行被終止，但是其父進程還沒有使用wait()等系統調用來獲知它的終止信息，此時進程成為僵尸進程
EXIT_DEAD	進程的最終狀態

新增睡眠狀態

進程狀態 TASK_UNINTERRUPTIBLE 和 TASK_INTERRUPTIBLE 都是睡眠狀態

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進程標識符（PID）

pid_t pid;  
pid_t tgid;  

通過查看源代碼我們發現pid_t的類型就是一個整型，每個進程在創建的時候都會返回一個進程標識符（PID），就好像一個身份證號碼一樣，用來唯一標識一個進程。

在CONFIG_BASE_SMALL配置為0的情況下，PID的取值范圍是0到32767，即系統中的進程數最大為32768個。

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進程內核棧

void *stack;  

這里關于進程內核棧，專門寫一篇博客，可以看過來
進程內核棧

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進程標記

unsigned int flags; /* per process flags, defined below */  

反應進程狀態的信息，但不是運行狀態，用于內核識別進程當前的狀態，以備下一步操作

flags成員的可能取值如下，這些宏以PF(ProcessFlag)開頭

例如
PF_FORKNOEXEC 進程剛創建，但還沒執行。
PF_SUPERPRIV 超級用戶特權。
PF_DUMPCORE dumped core。
PF_SIGNALED 進程被信號(signal)殺出。
PF_EXITING 進程開始關閉。

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表示進程親屬關系的成員

/** pointers to (original) parent process, youngest child, younger sibling,* older sibling, respectively.  (p->father can be replaced with* p->real_parent->pid)*/
struct task_struct __rcu *real_parent; /* real parent process */
struct task_struct __rcu *parent; /* recipient of SIGCHLD, wait4() reports */
/** children/sibling forms the list of my natural children*/
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系統中，所有進程之間都有著直接或間接地聯系，每個進程都有其父進程，也可能有零個或多個子進程。擁有同一父進程的所有進程具有兄弟關系。

字段	描述
real_parent	指向其父進程，如果創建它的父進程不再存在，則指向PID為1的init進程
parent	指向其父進程，當它終止時，必須向它的父進程發送信號。它的值通常與real_parent相同
children	表示鏈表的頭部，鏈表中的所有元素都是它的子進程
sibling	用于把當前進程插入到兄弟鏈表中
group_leader	指向其所在進程組的領頭進程

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ptrace系統調用

ptrace 提供了一種父進程可以控制子進程運行，并可以檢查和改變它的核心image

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Performance Event

Performance Event是一款隨 Linux 內核代碼一同發布和維護的性能診斷工具。這些成員用于幫助PerformanceEvent分析進程的性能問題

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進程調度

優先級

用來描述進程的調度方式，調度策略

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進程地址空間

內核除了管理本身的內存外，還必須管理用戶空間中進程的內存，我們稱這個內存為進程地址空間，也就是系統中每個用戶空間進程所看到的內存

還有其他的一些

判斷標志

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時間

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信號處理

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其他

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux进程描述符task_struct结构体简析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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