top状态细分，进程状态

Posted 2020-06-14

（一）jiffies

全局变量jiffies记录自系统启动以来产生的节拍数，在系统启动时jiffies初始化为0，每次时钟中断时会增加jiffies的数值。也就是会说，每秒钟jiffies增加的数值就是系统的HZ数。

jiffies的类型为无符号长整型（unsigned long）

进程计算系统占用节拍和用户态占用节拍使用jiffies为单位。进程启动以来占用cpu的用户态和系统态的节拍数在pid/stat文件中表明，top工具就是直接读取/proc/<pid>/stat文件来计算进程的cpu使用百分比的。

 

（二）proc/<pid>/stat文件详解

pid：进程号（包含轻量级进程，就是线程）

comm：应用程序或者命令的名字

task_stat：R任务的状态，Running/Sleeping(TASK_INTERRUPTIBLE)/Disk sleep(TASK_UNINTERRUPTIBLE)/T/Zombie

ppid：父进程ID

pgid：线程组号

utime：用户态运行时间，单位为jiffies

stime：该进程在系统态运行时间，单位为jiffies

priority：任务的动态优先级

nice：任务的静态优先级

task_cpu：运行在那个cpu上

。。。。。还有很多项

 

实际上，proc下的stat文件就是内核中下面结构体的proc文件系统输出

typedef struct statstruct_proc {  

•   int           pid;                      /** The process id. **/  
•   char          exName [_POSIX_PATH_MAX]; /** The filename of the executable **/  
•   char          state; /** 1 **/          /** R is running, S is sleeping,  
•                D is sleeping in an uninterruptible wait, 
•                Z is zombie, T is traced or stopped **/  
•   unsigned      euid,                      /** effective user id **/  
•                 egid;                      /** effective group id */                           
•   int           ppid;                     /** The pid of the parent. **/  
•   int           pgrp;                     /** The pgrp of the process. **/  
•   int           session;                  /** The session id of the process. **/  
•   int           tty;                      /** The tty the process uses **/  
•   int           tpgid;                    /** (too long) **/  
•   unsigned int  flags;                    /** The flags of the process. **/  
•   unsigned int  minflt;                   /** The number of minor faults **/  
•   unsigned int  cminflt;                  /** The number of minor faults with childs **/  
•   unsigned int  majflt;                   /** The number of major faults **/  
•   unsigned int  cmajflt;                  /** The number of major faults with childs **/  
•   int           utime;                    /** user mode jiffies **/  
•   int           stime;                    /** kernel mode jiffies **/  
•   int       cutime;                   /** user mode jiffies with childs **/  
•   int           cstime;                   /** kernel mode jiffies with childs **/  
•   int           counter;                  /** process‘s next timeslice **/  
•   int           priority;                 /** the standard nice value, plus fifteen **/  
•   unsigned int  timeout;                  /** The time in jiffies of the next timeout **/  
•   unsigned int  itrealvalue;              /** The time before the next SIGALRM is sent to the process **/  
•   int           starttime; /** 20 **/     /** Time the process started after system boot **/  
•   unsigned int  vsize;                    /** Virtual memory size **/  
•   unsigned int  rss;                      /** Resident Set Size **/  
•   unsigned int  rlim;                     /** Current limit in bytes on the rss **/  
•   unsigned int  startcode;                /** The address above which program text can run **/  
•   unsigned int  endcode;                  /** The address below which program text can run **/  
•   unsigned int  startstack;               /** The address of the start of the stack **/  
•   unsigned int  kstkesp;                  /** The current value of ESP **/  
•   unsigned int  kstkeip;                 /** The current value of EIP **/  
•   int       signal;                   /** The bitmap of pending signals **/  
•   int           blocked; /** 30 **/       /** The bitmap of blocked signals **/  
•   int           sigignore;                /** The bitmap of ignored signals **/  
•   int           sigcatch;                 /** The bitmap of catched signals **/  
•   unsigned int  wchan;  /** 33 **/        /** (too long) **/  
•   int       sched,        /** scheduler **/  
•                 sched_priority;       /** scheduler priority **/  
•           
• } procinfo;  

 

（三）top工具源码简介

之前的项目中在top工具上增加patch，由于项目中的某些统计信息使用top的值计算进程的占用率，而在top第一次统计是会有不准确的情况。top计算实时cpu利用率的原理是，选取两个采样时间点A和B，A的utime+stime 减去B时间点的utime+stime，再除以AB时间点之间换算100%的总jiffes数。当在top中一直不断在键盘输入时，这样重复的打断会导致AB时间点相隔非常短，只有一个jiffes，除数非常小导致计算出来的cpu占用率大于100%。

我们加上一个patch，使得top内核进程占用率大于100%时，显示100%。