第5章 进程环境（1）_进程结构(task_struct)

1. 进程的概念和进程结构

1.1 进程

（1）程序（program）：是一些保存在磁盘上有序指令的集合，是存放在磁盘文件中的可执行文件。但没有任何执行的概念，它是静态的。

（2）进程（process）

　　①程序的执行实例被称为进程，是一个动态的概念，它是程序执行的过程，包括创建、调度和消亡。

　　②进程具有独立的权限与职责，如果系统中某个进程崩溃，它不会影响其余的进程。

　　③每个进程运行在其各自的虚拟地址空间中，进程之间可以通过由内核控制的机制相互通信。

（3）进程ID：每个linux进程都有一个唯一的数字标识符，称为进程ID（process ID），进程ID 总是一个非负整数。

1.2 内核中的进程结构

（1）task_struct结构体

　　①进程号(pid)：用来唯一标识进程。

　　②进程的状态，标识进程是处于运行态，等待态，停止态，还是死亡态

　　　　A.运行态:此时进程 或者正在运行，或者准备运行

　　　　B.等待态:此时进程在等待一个事件发生或某种系统资源

　　　　C.停止态:此时进程被终止

　　　　D.死亡态:这是一个已终止的进程，但还在进程向量数组中，占有一个task_struct结构。

　　③进程的优先级和时间片。

　　　　不同有优先的进程，被调度运行的次序不一样，一般是高优先级的进程先运行。时间片标识一个进程将被处理器运行的时间

　　④虚拟内存

　　　　大多数进程有一些虚拟内存(内核线程和守护进程没有) ，并且Linux必须跟踪内存如何映射到系统物理内存。

　　⑤处理器相关上下文

　　　　一个进程可以被认为是系统当前状态的总和。每当一个进程运行时，它要使用处理器的寄存器、栈等，这是进程的上下文(context)。并且，每当一个进程被暂停时，所有的CPU相关上下文必须保存在该进程的task_struct中。当进程被调度器重新启动时其上下文将从这里恢复。

（3）与文件相关的两个数据结构

　　①fs_struct：它包含此进程当前工作目录和根目录、umask。umask是新文件被创建的缺省模式，它可以通过系统调用来改变。

　　②files_struct：包含此进程正在使用的所有文件的信息。f_mode字段描述该文件是以什么模式创建的：只读、读写、还是只写。f_pos保存文件中下一个读或写将发生的位置。f_inode描叙文件的VFS索引节点，而f_ops是一个例程向量的指针，每个代表一个想施加于文件的操作的函数。Linux进程在启动时有3个文件描述符被打开了，他们是标准输入设备、标准输出设备和标准错误设备，并且通常是从创建此进程的父进程继承得来的。