10.1.1进程与进程描述符1.进程概念2.进程描述符(进程控制块)由一个task_struct结构表示。task_struct结构是一个复杂的结构，占一千多字节，其各个成员用来准确描述进程在各方面的信息.主要有以下几个部分：(1)进程标识包括进程的标识号（pid）、进程的用户标识、进程的组标识等。每个进程的标识号是惟一的。(2)调度相关信息这部分内容与进程调度有关,一部分信息见后面的第5节。进程描述符中还需要有结构保存当进程被换出时寄存器的状态，该进程恢复运行时便可从正确的状态开始继续运行。(3)进程虚拟空间信息Linux的进程都在自己的私有地址空间中运行，task_struct的成员mm指向一个mm_struct结构，该结构描述进程空间。(4)信号处理信息Linux支持传统的UNIX信号语义。该部分记录了信号的处理函数及信号掩码等信息。(5)文件相关信息包含进程与文件系统交互的信息。这里主要分为两部分，一部分描述进程进行文件访问时用到的当前目录、根目录信息。另一部分描述被进程正在使用的文件信息，该部分主要有一个file结构数组，数组中的有效项指向某个文件对象。(6)记账信息及统计信息资源是有限的，每个进程对每种资源的使用都有一个限值。另外，还有统计信息来记录系统需要的信息，如页面异常次数、CPU使用时间等。(7)描述进程间关系的指针10.1.2核心态与核心栈因为进程描述符已经占用了1KB多的空间，所以核心栈的有效空间是6KB多一点，合理的设计使得这个容量已经足够了。核心栈与进程描述符如图10－1所示。10.1.3进程状态及状态转换图Linux的进程状态有五种，它们分别是：TASK_STOPPED：进程处于暂停状态，主要用于调试目的。如正在运行的进程收到SIGSTOP信号将进入TASK_STOPPED状态。TASK_ZOMBIE：表示进程已经结束运行并释放了大部分占用的资源，但task_struct结构还未被释放。10.1.4进程的切换时机当前进程放弃CPU的情况可以分为两种。一、进程主动地放弃CPU这种情况大体可以分为两类：1.隐式地主动放弃CPU。往往是因为需要的资源目前不能获取，如执行read(),select()等系统调用的过程中,这种情况下的处理过程如下：1)将进程加入合适的等待队列。2)把当前进程的状态改为TASK_INTERRUTIBLE或TASK_UNINTERRUTIBLE。3)调用schedule()函数，该函数的执行结果往往是当前进程放弃CPU。4)检查资源是否可用，如果不可用，则跳转到第Ⅱ步.5)资源已可用，将该进程从等待队列中移去。进程的调度时机进程的调度时机分成两种情形：例如，进程被动放弃CPU的情形。当进程描述符的need_resched被置1时，并不立即直接调用schedule（）调度函数。而是在随后的某个时刻，当进程从内核态返回用户态之前检查need_resched是否为1，如果为1，则调用schedule（）调度函数。10.1.5进程的调度算法核心函数是schedule(),该函数的任务是选出一个可运行的进程。1.进程描述符有如下成员与调度有关：1)policy标识进程的调度策略。SCHED_OTHER普通进程；SCHED_FIFO实时进程，采用先进先出的调度算法；SCHED_RR实时进程，采用轮转法。2)rt_priority实时进程的优先级,普通进程不使用这个成员;3)nice普通进程的优先级;4)counter进程目前的CPU时间配额。3.schedule（）函数执行过程：1)检查是否有软中断服务请求，如果有，则先执行这些请求。2)若当前进程调度策略是SCHED_RR，且counter为0，则将该进程移到可执行进程队列的尾部并对counter重新赋值。3)检查当前进程的状态，如为TASK_INTERRUPTIBLE，且该进程有信号接收，则将进程状态置为TASK_RUNNING。4)当前进程的状态不是TASK_RUNNING，则将其从可执行进程队列中移出，然后将当前进程描述符的need_resched恢复成0。5)现在进入了函数的核心部分。可运行进程队列的每个进程都将被计算出一个权值，主要是利用goodness（）函数，讨论见后。最终最大的权值保存在变量c中，与之对应的进程描述符保存在变量next中。6)检查c是否为0。若为0则表明所有可执行进程的时间配额都已用完，因而对所有进程的counter重新“充电”，然后重新执行第5)步。7)如果next进程就是当前进程,则结束shedule()的运行。否则进行进程切换，CPU改由next进程占据。4.go