【正文】 m_inode * executable）； 執(zhí)行時(shí)關(guān)閉文件句柄位圖標(biāo)志（ close_on_exe）； 文件結(jié)構(gòu)指針表（ file * filp[NR_OPEN]，表項(xiàng)號(hào)為文件描述符值，最多 32 項(xiàng)）； 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 4．進(jìn)程局部信息 進(jìn)程的局部描述符表（ desc_struct ldt[3]：空 null為 0，代碼段 cs為 1，數(shù)據(jù)和堆棧段 dsss為 2)； 進(jìn)程狀態(tài)段信息結(jié)構(gòu)（ tss_struct tss）； 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 例 在 linux ，進(jìn)程描述符用結(jié)構(gòu)（ task_struct）表示，在文件 linux\，其源代碼如下： struct task_struct { long state。進(jìn)程描述符包含的信息可以歸納為以下幾大類(lèi)： 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 1. 進(jìn)程的運(yùn)行信息 ? 進(jìn)程標(biāo)示信息 進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符 (pid)； 進(jìn)程的父進(jìn)程標(biāo)識(shí)符（ ppid）； 進(jìn)程的父進(jìn)程組標(biāo)識(shí)符（ pgrp）； 進(jìn)程的會(huì)話號(hào)（ session）； 進(jìn)程的會(huì)話頭（ leader）； 進(jìn)程的用戶標(biāo)識(shí)符（ uid）； 進(jìn)程的有效用戶標(biāo)識(shí)符（ euid）； 進(jìn)程保存的用戶標(biāo)識(shí)符（ suid）； 進(jìn)程的用戶組標(biāo)識(shí)符（ gid）； 進(jìn)程的有效組標(biāo)識(shí)符（ egid）； 進(jìn)程的保存組標(biāo)識(shí)符（ sgid）； 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 ? 進(jìn)程狀態(tài)描述 在 include/linux/，將進(jìn)程的狀態(tài)描述具體化： TASK_RUNNING為 0； TASK_INTERRUPTIBLE為 1； TASK_UNINTERRUPTIBLE為 2； TASK_STOPPED為 4； TASK_ZOMBIE為 8； TASK_DEAD為 16。 ? 系統(tǒng)級(jí)上下文由進(jìn)程表表項(xiàng)（進(jìn)程描述符）、正在核心態(tài)運(yùn)行進(jìn)程的 U區(qū)、進(jìn)程區(qū)表表項(xiàng)和區(qū)表、頁(yè)表、核心棧。 ? 用戶級(jí)上下文由進(jìn)程的正文、數(shù)據(jù)、用戶棧和共享存儲(chǔ)區(qū)組成，占據(jù)進(jìn)程的虛地址空間。通常把進(jìn)程上下文理解為進(jìn)程映像，進(jìn)程切換被認(rèn)為是進(jìn)程上下文的切換。 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 U區(qū)中的主要信息有： (1) 與進(jìn)程對(duì)應(yīng)的用戶標(biāo)識(shí)符； (2) 記錄進(jìn)程已打開(kāi)文件的文件描述符； (3) 描述進(jìn)程位于文件系統(tǒng)的當(dāng)前目錄和根目錄； (4) 具有系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用結(jié)果的返回值字段和出錯(cuò)字段； (5) 記錄進(jìn)程與子進(jìn)程在用戶態(tài)和核心態(tài)運(yùn)行時(shí)的時(shí)間； (6) 各種輸入 /輸出參數(shù)，如進(jìn)程要讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)量、用戶地址空間中的數(shù)據(jù)地址、讀寫(xiě)文件的字節(jié)數(shù)、讀寫(xiě)方式、緩沖區(qū)長(zhǎng)度及地址等； (7) 限制進(jìn)程大小的字段及限制進(jìn)程讀寫(xiě)文件大小的字段； (8) 對(duì)進(jìn)程所創(chuàng)建的所有文件設(shè)置的許可權(quán)方式字段的屏蔽模式； (9) 指向進(jìn)程表的指針。內(nèi)核將正處于核心態(tài)運(yùn)行進(jìn)程的 U區(qū)地址映射到該固定虛地址上。 ? 每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè) U區(qū)。 ? 常駐內(nèi)存部分為進(jìn)程描述符，非常駐內(nèi)存部分為 USER區(qū)，也稱(chēng)為 U區(qū)。核心堆棧為進(jìn)程在核心態(tài)下運(yùn)行的工作區(qū)；用戶堆棧為進(jìn)程在用戶態(tài)下運(yùn)行的工作區(qū)。 在程序運(yùn)行過(guò)程中，堆棧段由操作系統(tǒng)創(chuàng)建并不斷刷新。操作系統(tǒng)核心將可執(zhí)行文件作為進(jìn)程的實(shí)體裝入內(nèi)存時(shí)，進(jìn)程實(shí)體分為正文段、數(shù)據(jù)段和堆棧段。 通常，將處于內(nèi)核態(tài)運(yùn)行和用戶態(tài)運(yùn)行的進(jìn)程狀態(tài)統(tǒng)一稱(chēng)為進(jìn)程的運(yùn)行態(tài)。正在被調(diào)試的進(jìn)程可能處于停止?fàn)顟B(tài)。則表明系統(tǒng)中存在不能被reboot發(fā)出的“ kill –9”殺掉的進(jìn)程，這些進(jìn)程很可能處于僵死狀態(tài)； 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 (7) 停止（ stopped）：進(jìn)程被停止。 有些處于僵死狀態(tài)的進(jìn)程，用命令“ kill 9”也不能殺死。如果系統(tǒng)中處于僵死狀態(tài)的進(jìn)程很多，則會(huì)引發(fā)系統(tǒng)資源短缺問(wèn)題。不可中斷睡眠狀態(tài)較少使用，可用于進(jìn)程必須等待時(shí)。產(chǎn)生不可中斷睡眠的原因一般是睡眠進(jìn)程還未進(jìn)入睡眠，而喚醒它的進(jìn)程的喚醒操作已經(jīng)發(fā)生。處于用戶態(tài)運(yùn)行的進(jìn)程可被搶占； (4) 可中斷睡眠（ interruptible）：由于進(jìn)程 CPU運(yùn)行時(shí)發(fā)生了需要等待 I/O事件或進(jìn)程通信時(shí)需要相互配合而等待，此時(shí)，進(jìn)程會(huì)在內(nèi)存中處于一種相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。在用戶程序中如果有系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用，則進(jìn)程狀態(tài)會(huì)從用戶態(tài)執(zhí)行轉(zhuǎn)入核心態(tài)執(zhí)行。 ? 如果要調(diào)度一個(gè)進(jìn)程在后臺(tái)進(jìn)程運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)在執(zhí)行的程序名后加“ ”（注意：程序名和符號(hào)“ ”之間需要有空格），如： ? $ ./d ? 表示啟動(dòng)進(jìn)程 d在后臺(tái)運(yùn)行。 ? 直接從終端讀寫(xiě)的進(jìn)程為前臺(tái)進(jìn)程，正在運(yùn)行卻又無(wú)法直接從終端讀寫(xiě)的進(jìn)程為后臺(tái)進(jìn)程。子進(jìn)程會(huì)繼承父進(jìn)程的用戶標(biāo)識(shí)符。 ? 進(jìn)程擁有者的標(biāo)識(shí)符為進(jìn)程的用戶標(biāo)識(shí)符。操作系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)程標(biāo)識(shí)符管理進(jìn)程。除根進(jìn)程之外，所有進(jìn)程都有一個(gè)父進(jìn)程。子進(jìn)程會(huì)繼承父進(jìn)程的用戶標(biāo)識(shí)符。 ? 進(jìn)程擁有者的標(biāo)識(shí)符為進(jìn)程的用戶標(biāo)識(shí)符。操作系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)程標(biāo)識(shí)符管理進(jìn)程。除根進(jìn)程之外，所有進(jìn)程都有一個(gè)父進(jìn)程。當(dāng)用戶登錄進(jìn)入系統(tǒng)后，便生成相應(yīng)的子進(jìn)程，即shell進(jìn)程。如果系統(tǒng)承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，則還需包含網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)程，如 d、 sendmail、 ftp等。 ? 初始化進(jìn)程通過(guò)系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用 fork創(chuàng)建一系列的系統(tǒng)進(jìn)程，如 logger、 update、 cron、 lpsched、 getty進(jìn)程等。根進(jìn)程通過(guò)系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用 fork創(chuàng)建初始化進(jìn)程 (init進(jìn)程，也稱(chēng)為 1進(jìn)程 )。第 4章 Linux進(jìn)程管理及進(jìn)程通信 劉 循 Linux進(jìn)程及描述 Linux系統(tǒng)中的進(jìn)程 ? Linux操作系統(tǒng)是多進(jìn)程并發(fā)環(huán)境，進(jìn)程和進(jìn)程之間的關(guān)系呈現(xiàn)為多級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖 。 logger update cron lpsched geety … root（進(jìn)程 0） init（進(jìn)程 1） swapper（對(duì)換進(jìn)程） shell shell shell 圖 進(jìn)程多級(jí)結(jié)構(gòu)關(guān)系 Linux進(jìn)程及描述 ? 最上層的進(jìn)程是系統(tǒng)的根進(jìn)程，也稱(chēng)為 0進(jìn)程，是系統(tǒng)所有進(jìn)程的起點(diǎn)，在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)創(chuàng)建。跟進(jìn)程在創(chuàng)建初始化進(jìn)程之后，變?yōu)閷?duì)換進(jìn)程（ swapper）存在，其功能為完成內(nèi)存與外存之間的進(jìn)程對(duì)換工作。這些進(jìn)程長(zhǎng)期運(yùn)行在系統(tǒng)中，被稱(chēng)為駐守進(jìn)程（ daemon進(jìn)程）。getty進(jìn)程負(fù)責(zé)用戶登錄，監(jiān)視每個(gè)終端上的用戶注冊(cè)情況。 Linux進(jìn)程及描述 ? 所有進(jìn)程都會(huì)生成一個(gè)或多個(gè)子進(jìn)程。 ? 為了管理方便， Linux操作系統(tǒng)給每個(gè)進(jìn)程分配一個(gè)唯一的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符 pid。 ? 無(wú)論何時(shí)，當(dāng)用戶注冊(cè)登錄后，系統(tǒng)為用戶創(chuàng)建一個(gè)shell進(jìn)程（即用戶的 login shell），鍵入一個(gè)命令或執(zhí)行一個(gè)程序時(shí)， shell進(jìn)程會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的子進(jìn)程；在子進(jìn)程中還可以創(chuàng)建子進(jìn)程，待用戶退出（ exit）后，又把控制權(quán)還給 shell進(jìn)程。用戶標(biāo)識(shí)符反映了用戶在系統(tǒng)中的地位，決定了用戶進(jìn)程的各種特權(quán)，如進(jìn)程對(duì)文件的存取權(quán)限等。 Linux進(jìn)程及描述 ? 所有進(jìn)程都會(huì)生成一個(gè)或多個(gè)子進(jìn)程。 ? 為了管理方便， Linux操作系統(tǒng)給每個(gè)進(jìn)程分配一個(gè)唯一的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符 pid。 ? 無(wú)論何時(shí)，當(dāng)用戶注冊(cè)登錄后，系統(tǒng)為用戶創(chuàng)建一個(gè)shell進(jìn)程（即用戶的 login shell），鍵入一個(gè)命令或執(zhí)行一個(gè)程序時(shí)， shell進(jìn)程會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的子進(jìn)程；在子進(jìn)程中還可以創(chuàng)建子進(jìn)程，待用戶退出（ exit）后，又把控制權(quán)還給 shell進(jìn)程。用戶標(biāo)識(shí)符反映了用戶在系統(tǒng)中的地位，決定了用戶進(jìn)程的各種特權(quán)，如進(jìn)程對(duì)文件的存取權(quán)限等。 Linux進(jìn)程及描述 ? 如果進(jìn)程的擁有者和進(jìn)程運(yùn)行所對(duì)應(yīng)的代碼文件擁有者具有相同的用戶標(biāo)識(shí)符，則稱(chēng)該用戶標(biāo)識(shí)符為有效用戶標(biāo)識(shí)符。任何時(shí)候，一個(gè)終端只有一個(gè)前臺(tái)進(jìn)程但可以擁有多個(gè)后臺(tái)進(jìn)程。 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 5 4 可中斷睡眠 （ interruptible） 不可中斷睡眠 （ uninterruptible） 7 6 僵死 （ zombie） 停止 （ stopped） 終止 終止 1 2 3 就緒 （ running） 核心態(tài)運(yùn)行 （ running） 用戶態(tài)運(yùn)行 （ running） 調(diào)度 返回 系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用或中斷 睡眠 睡眠 喚醒 喚醒 中斷 圖 Linux進(jìn)程狀態(tài)及轉(zhuǎn)換 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 Linux操作系統(tǒng)采用如下的進(jìn)程狀態(tài)描述進(jìn)程的動(dòng)態(tài)過(guò)程： (1) 就緒 (Running)：進(jìn)程處于預(yù)備運(yùn)行狀態(tài)，等待系統(tǒng)分配處理器； (2) 核心態(tài)運(yùn)行 (Running)：進(jìn)程運(yùn)行在操作系統(tǒng)核心空間。任何一個(gè)進(jìn)程都不可能搶占一個(gè)處于核心態(tài)執(zhí)行的進(jìn)程，除非處于核心態(tài)執(zhí)行的進(jìn)程正從核心態(tài)到用戶態(tài)切換； (3) 用戶態(tài)運(yùn)行 (Running)：進(jìn)程運(yùn)行在用戶空間。如果等待的事件已經(jīng)完成，此時(shí)進(jìn)程可被喚醒，被喚醒后的進(jìn)程轉(zhuǎn)入內(nèi)存就緒狀態(tài)； 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 (5) 不可中斷睡眠（ uninterruptible）：進(jìn)程在內(nèi)存中處于一種相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)進(jìn)程不會(huì)被喚醒。由于錯(cuò)過(guò)了喚醒操作，當(dāng)睡眠進(jìn)程進(jìn)入睡眠后則不能喚醒了。 (6) 僵死（ zombie）：由于父進(jìn)程死亡而被終止的進(jìn)程，雖然進(jìn)程已經(jīng)死亡，但沒(méi)有釋放系統(tǒng)資源，如沒(méi)有釋放內(nèi)存和 task_struct結(jié)構(gòu)等，所以被稱(chēng)為處于僵死狀態(tài)。用命令“ ps –el”可查看進(jìn)程狀態(tài)，如果進(jìn)程狀態(tài)標(biāo)識(shí)是 Z，則進(jìn)程處于僵死狀態(tài)。例如，如果系統(tǒng)在 shutdown時(shí)，屏幕顯示信息 :some process wouldn’ t die。如果進(jìn)程接收到信號(hào)，如信號(hào) SIGSTOP 或 SIGTSTP 等時(shí)，進(jìn)程則進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)停止?fàn)顟B(tài)的進(jìn)程接收到 SIGCONT信號(hào)之后，將再次成為可運(yùn)行進(jìn)程。 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 進(jìn)程映像與進(jìn)程上下文 ? 一個(gè)程序經(jīng)過(guò)編譯和鏈接之后，成為可執(zhí)行文件。 ? 正文段由程序中的代碼構(gòu)成； ? 數(shù)據(jù)段由程序運(yùn)行所用到的數(shù)據(jù)構(gòu)成； ? 堆棧段由函數(shù)調(diào)用傳遞參數(shù)、保留現(xiàn)場(chǎng)、存放返回地址和局部變量構(gòu)成。堆棧段分為核心堆棧和用戶堆棧兩種。 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 ? 進(jìn)程控制塊分為常駐內(nèi)存和非常駐內(nèi)存兩部分。進(jìn)程描述符可由核心訪問(wèn)， U區(qū)只能由在核心態(tài)運(yùn)行的進(jìn)程訪問(wèn)。為了便于訪問(wèn) U區(qū)，操作系統(tǒng)會(huì)用一個(gè)固定的虛地址對(duì)應(yīng) U區(qū)。 ? 雖然每個(gè)進(jìn)程都有 U區(qū)，不同進(jìn)程的 U區(qū)有不同的地址，但是，內(nèi)核每次都將正在核心態(tài)下運(yùn)行的進(jìn)程的 U區(qū)映射到固定的地址，進(jìn)程訪問(wèn) U區(qū)總可以用相同的地址。 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 ? 進(jìn)程上下文是進(jìn)程的環(huán)境，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行時(shí)，可以看成系統(tǒng)在進(jìn)程的上下文中執(zhí)行。 ? 進(jìn)程上下文由用戶級(jí)上下文、寄存器上下文和系統(tǒng)級(jí)上下文組成。 ? 寄存器上下文由程序計(jì)數(shù)器、處理器狀態(tài)寄存器、棧指針和通用寄存器組成。 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 進(jìn)程描述符與進(jìn)程表 進(jìn)程描述符是 Linux系統(tǒng)用于描述進(jìn)程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是操作系統(tǒng)管理進(jìn)程最重要的依據(jù)。 當(dāng)進(jìn)程的狀態(tài)描述為 1時(shí)，表示進(jìn)程不可運(yùn)行。 long counter。 long signal。 long blocked。 unsigned long start_code。 unsigned long end_data。 unsigned long start_stack。 long father。 long session。 unsigned short uid。 unsigned short suid。 unsigned short egid。 long alarm。 long stime。 long cstime。 unsigned short used_math。 unsigned short umask。 struct m_inode * root。 unsigned long close_on_exec。 struct desc_struct ldt[3] 。 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 其中，任務(wù)狀態(tài)結(jié)構(gòu) tts保存了進(jìn)程的處理器狀態(tài)，指定了構(gòu)成進(jìn)程執(zhí)行空間的各個(gè)段，定義為： struct tss_struct { long back_link。 long ss0。 long ss1。 long ss2。 long eip。 long eax,ecx,edx,ebx。 long ebp。 long edi。 /* 16 high bits zero */ long cs。 /* 16 hi