Linux 内核分析 之六：Linux 内核创建进程的过程
说明 欧长坤 原创作品转载请注明出处 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 这学期学校恰好有操作系统的课程，上个学习就开始寻思研究研究Linux内核代码，恰好MOOC有这个课程，遂选了此课。
一、准备工作 这节课的任务依旧很简单，我们来尝试分析一下在一个实际的操作系统下（Linux），它是如何实现操作系统理论中关于进程创建和相关调度的过程。 因此，如果学过操作系统理论的话，我们可以根据相关理论知识来提前预测一下task_struct的应该会存在哪些结构：
进程状态、将纪录进程在等待、运行、或死锁 调度信息、由哪个调度函数调度、怎样调度等 进程的通讯状况 有插入进程链表的相关操作，因此必须有链表连接指针、当然是task_struct型 时间信息，比如计算好执行的时间、以便CPU资源的分配 标号，决定改进程归属 可以读写打开的一些文件信息 进程上下文和内核上下文 处理器上下文 内存信息等等 我们可以在/linux-3.18.6/include/linux/sched.h中找到tast_struct的定义：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 struct task_struct { volatile long state; //说明了该进程是否可以执行,还是可中断等信息 unsigned long flags; //进程号,在调用fork()时给出 int sigpending; //进程上是否有待处理的信号 mm_segment_t addr_limit; //进程地址空间,区分内核进程与普通进程在内存存放的位置不同 //0-0xBFFFFFFF for user-thead //0-0xFFFFFFFF for kernel-thread //调度标志,表示该进程是否需要重新调度,若非0,则当从内核态返回到用户态,会发生调度 volatile long need_resched; int lock_depth; //锁深度 long nice; //进程的基本时间片 //进程的调度策略,有三种,实时进程:SCHED_FIFO,SCHED_RR, 分时进程:SCHED_OTHER unsigned long policy; struct mm_struct *mm; //进程内存管理信息 int processor; //若进程不在任何CPU上运行, cpus_runnable 的值是0，否则是1 这个值在运行队列被锁时更新 unsigned long cpus_runnable, cpus_allowed; struct list_head run_list; //指向运行队列的指针 unsigned long sleep_time; //进程的睡眠时间 //用于将系统中所有的进程连成一个双向循环链表, 其根是init_task struct task_struct *next_task, *prev_task; struct mm_struct *active_mm; struct list_head local_pages; //指向本地页面 unsigned int allocation_order, nr_local_pages; struct linux_binfmt *binfmt; //进程所运行的可执行文件的格式 int exit_code, exit_signal; int pdeath_signal; //父进程终止是向子进程发送的信号 unsigned long personality; int did_exec:1; pid_t pid; //进程标识符,用来代表一个进程 pid_t pgrp; //进程组标识,表示进程所属的进程组 pid_t tty_old_pgrp; //进程控制终端所在的组标识 pid_t session; //进程的会话标识 pid_t tgid; int leader; //表示进程是否为会话主管 struct task_struct *p_opptr,*p_pptr,*p_cptr,*p_ysptr,*p_osptr; struct list_head thread_group; //线程链表 struct task_struct *pidhash_next; //用于将进程链入HASH表 struct task_struct **pidhash_pprev; wait_queue_head_t wait_chldexit; //供wait4()使用 struct completion *vfork_done; //供vfork() 使用 unsigned long rt_priority; //实时优先级，用它计算实时进程调度时的weight值 …… //后面就不看了 我们不关心 }; 可以看到，现在的Linux系统基本上是按照操作系统理论来进行设计的，但是在实现的过程中，理论往往是不够的，为了实现很多实际的需求，tast_struct还定义了很多额外的结构，来方便系统的相关管理，比如后面没有列出来的一些文件操作相关的结构，这些结构一般用于当一个进程没有按照规范来操作文件时，当进程被杀掉后，系统任然可以对这些不规范的操作进行管理。当然，后面还有很多内容也是如此，我们就不一一叙说了，我们只看创建一个进程的相关重点。