学习笔记 深入理解Linux内核第三版 —— 第三章 进程

Posted 2020-08-31 QA小虾

何为进程

进程（分享资源 单位）/线程（执行的单位）/轻量级进程（共享部分资源）

Linux中线程通过pthead 标准库实现，其中存在实现轻量级进程的方法，方法也可针对线程组执行。

静态：进程如何描述

进程描述符：task_struct数据类型

进程与进程描述符一一对应。进程描述符指针指向进程描述符地址，内核由此来引用进程。

PID（process id）可用来标识进程（linux维护pidbitmap-array位图来管理分配PID），同一个线程组的线程使用相同的PID（与第一个线程的值相同）。

进程执行状态：硬件层将thread_info和进程内核栈数据（栈中存放进程描述符，原始使用双向链表维护进程链表，多个可运行进程链表对应不同优先级）放在一起，可通过硬件取位获取CPU正在运行进程的thread_info数据。

 进程间关系：散列表（散列冲突由双向链表解决）维护进程间不同关系，（Linux需要针对进程组等不同单元进行操作）

进程等待队列：双向链表进程链表，进程描述符指针，说明可被唤醒方式

进程使用中的最大资源限制：由rlimit结构体存储

动态：进程相关操作（切换/创建/删除）

切换（上下文context/进程process/task 切换）

需要将进程执行所依赖的部分数据存入寄存器（TSS或内核态堆栈中），此部分称为硬件上下文。Linux为每个CPU维护一个TSS，只存储运行进程的硬件上下文，不运行时存储到对应进程地址空间。switch_to函数

创建

传统unix：子进程拷贝父进程整个地址空间

现代unix:

clone()/copy_process()/do_fork()

撤销进程

进程终止，exit()，释放C函数库分配资源。分为终止线程组（do_group_exit）和终止某个线程(do_exit)两种方式。

删除进程：父进程需要知道子进程执行结果（死没死）；如果父进程先死，孤儿进程成为init进程的子进程，由init进程wait()后删除处理。

 

内核线程

 

线程0：Linux初始化阶段从无到有创建的进程，idle进程

线程1：线程0创建，共享内核数据结构，init()

其他：重要性周期后台任务，如刷新缓存等