进程学习笔记

转自 https://www.cnblogs.com/jackl...

• 进程控制块（PCB）

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在Linux中task_struct结构体即是PCB。PCB是进程的唯一标识，PCB由链表实现（为了动态插入和删除）。
进程创建时，为该进程生成一个PCB；进程终止时，回收PCB。
PCB包含信息：1、进程状态（state）；2、进程标识信息（uid、gid）；3、定时器（time）；4、用户可见寄存器、控制状态寄存器、栈指针等（tss）
每个进程都有一个非负的唯一进程ID（PID）。虽然是唯一的，但是PID可以重用，当一个进程终止后，其他进程就可以使用它的PID了。
PID为0的进程为调度进程，该进程是内核的一部分，也称为系统进程；PID为1的进程为init进程，它是一个普通的用户进程，但是以超级用户特权运行；PID为2的进程是页守护进程，负责支持虚拟存储系统的分页操作。除了PID，每个进程还有一些其他的标识符：

#if defined __USE_XOPEN_EXTENDED || defined __USE_XOPEN2K8/* Return the session ID of the given process.  */extern __pid_t getsid (__pid_t __pid) __THROW;#endif/* Get the real user ID of the calling process.  */extern __uid_t getuid (void) __THROW;/* Get the effective user ID of the calling process.  */extern __uid_t geteuid (void) __THROW;/* Get the real group ID of the calling process.  */extern __gid_t getgid (void) __THROW;/* Get the effective group ID of the calling process.  */extern __gid_t getegid (void) __THROW;

五种进程之间转换关系如图：

每个进程的task_struct和系统空间堆栈存放位置如下：两个连续的物理页【《Linux内核源代码情景分析》271页】

系统堆栈空间不能动态扩展，在设计内核、驱动程序时要避免函数嵌套太深，同时不宜使用太大太多的局部变量，因为局部变量都是存在堆栈中的。

进程的创建

新进程的创建，首先在内存中为新进程创建一个task_struct结构，然后将父进程的task_struct内容复制其中，再修改部分数据。分配新的内核堆栈、新的PID、再将task_struct 这个node添加到链表中。所谓创建，实际上是“复制”。

子进程刚开始，内核并没有为它分配物理内存，而是以只读的方式共享父进程内存，只有当子进程写时，才复制。即“copy-on-write”。
fork都是由do_fork实现的，do_fork的简化流程如下图：

fork函数

#include<unistd.h>pid_t fork(void)    //子进程返回0，父进程返回子进程ID，出错返回-1.

fork函数时调用一次，返回两次。在父进程和子进程中各调用一次。子进程中返回值为0，父进程中返回值为子进程的PID。程序员可以根据返回值的不同让父进程和子进程执行不同的代码。
一个形象的过程：