Linux下的进程控制块（PCB）
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1. 导语
进程在操作系统中都有⼀个户⼝，⽤于表⽰这个进程。这个户⼝操作系统被称为PCB（进程控制块），在linux中具体实现是 task_struct数据结构。
2. 说明
进程控制块(PCB)（系统为了管理进程设置的⼀个专门的数据结构，⽤它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。系统利⽤PCB来控和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯⼀标志。进程与PCB是⼀⼀对应的）在不同的操作系统中对进程的控制和管理机制不同，PCB中的信息多少不⼀样，通常PCB应包含如下⼀些信息。
1、进程：每个进程都必须有⼀个唯⼀的标识符，可以是字符串，也可以是⼀个数字。
2、进程当前状态 status：说明进程当前所处的状态。为了管理的⽅便，时会将相同的状态的进程组成⼀个队列，如就绪进程队列，等待进程则要根据等待的事件组成多个，如等待打印机队列、等待磁盘完成队列等等。
3、进程相应的程序和数据地址，以便把PCB与其程序和数据联系起来。
4、进程。列出所拥有的除CPU外的，如拥有的，打开的⽂件列表等。
5、 priority：进程的优先级反映进程的紧迫程度，通常由⽤户指定和系统设置。
6、现场保护区 cpustatus：当进程因某种原因不能继续占⽤CPU时（如等待打印机），释放CPU，这时就要将CPU的各种状态信息保护起来，为将来再次得到处理机恢复CPU的各种状态，继续运⾏。
7、进程同步与通信机制⽤于实现进程间互斥、同步和通信所需的信号量等。
8、进程所在队列PCB的链接字根据进程所处的现⾏状态，进程相的PCB参加到不同队列中。PCB链接字指出该进程所在队列中下⼀个进程PCB的⾸地址。
9、与进程有关的其他信息。如进程记账信息，进程占⽤CPU的时间等。
在linux 中每⼀个进程都由task_struct 来定义. task_struct就是我们通常所说的PCB。
3. 源码
struct task_struct
{
volatile long state; //说明了该进程是否可以执⾏，还是可中断等信息
unsigned long flags; // flags 是进程号，在调⽤fork()时给出
int sigpending; // 进程上是否有待处理的信号
mm_segment_t addr_limit;  //进程地址空间，区分内核进程与普通进程在内存存放的位置不同  //0-0xBFFFFFFF for user-thead    //0-0xFFFFFFFF for kernel-thread  //调度标志，表⽰该进程是否需要重新调度，若⾮0，则当从内核态返回到⽤户态，会发⽣调度
volatile long need_resched;
int lock_depth;    //锁深度
long nice;      //进程的基本时间⽚
//进程的调度策略，有三种，实时进程:SCHED_FIFO,SCHED_RR, 分时进程:SCHED_OTHER
unsigned long policy;
struct mm_struct *mm;    //进程内存管理信息
int processor;
//若进程不在任何CPU上运⾏, cpus_runnable 的值是0，否则是1 这个值在运⾏队列被锁时更新
unsigned long cpus_runnable, cpus_allowed;
struct list_head run_list;  //指向运⾏队列的指针
unsigned long sleep_time;  //进程的睡眠时间
//⽤于将系统中所有的进程连成⼀个双向循环链表, 其根是init_task
struct task_struct *next_task, *prev_task;
struct mm_struct *active_mm;
struct list_head local_pages;      //指向本地页⾯
unsigned int allocation_order, nr_local_pages;
struct linux_binfmt *binfmt;      //进程所运⾏的可执⾏⽂件的格式
int exit_code, exit_signal;
int pdeath_signal;          //⽗进程终⽌时向⼦进程发送的信号
unsigned long personality;
//Linux可以运⾏由其他UNIX操作系统⽣成的符合iBCS2标准的程序
int did_exec:1;
pid_t pid;          //进程标识符,⽤来代表⼀个进程
pid_t pgrp;        //进程组标识，表⽰进程所属的进程组
pid_t tty_old_pgrp;      //进程控制终端所在的组标识
pid_t session;            //进程的会话标识
pid_t tgid;
int leader;    //表⽰进程是否为会话主管
struct task_struct *p_opptr,*p_pptr,*p_cptr,*p_ysptr,*p_osptr;
struct list_head thread_group;          //线程链表
struct task_struct *pidhash_next;    //⽤于将进程链⼊HASH表
struct task_struct **pidhash_pprev;
wait_queue_head_t wait_chldexit;      //供wait4()使⽤
struct completion *vfork_done;        //供vfork() 使⽤
unsigned long rt_priority;      //实时优先级，⽤它计算实时进程调度时的weight值
//it_real_value，it_real_incr⽤于REAL定时器，单位为jiffies, 系统根据it_real_value
//设置定时器的第⼀个终⽌时间. 在定时器到期时，向进程发送SIGALRM信号，同时根据
//it_real_incr重置终⽌时间，it_prof_value，it_prof_incr⽤于Profile定时器，单位为jiffies。
/
/当进程运⾏时，不管在何种状态下，每个tick都使it_prof_value值减⼀，当减到0时，向进程发送
//信号SIGPROF，并根据it_prof_incr重置时间.
//it_virt_value，it_virt_value⽤于Virtual定时器，单位为jiffies。当进程运⾏时，不管在何种
//状态下，每个tick都使it_virt_value值减⼀当减到0时，向进程发送信号SIGVTALRM，根据
//it_virt_incr重置初值。
unsigned long it_real_value, it_prof_value, it_virt_value;
unsigned long it_real_incr, it_prof_incr, it_virt_value;
struct timer_list real_timer;        //指向实时定时器的指针
struct tms times;                      //记录进程消耗的时间
unsigned long start_time;          //进程创建的时间
//记录进程在每个CPU上所消耗的⽤户态时间和核⼼态时间
long per_cpu_utime[NR_CPUS], per_cpu_stime[NR_CPUS];
//内存缺页和交换信息:
//min_flt, maj_flt累计进程的次缺页数（Copy on　Write页和匿名页）和主缺页数（从映射⽂件或交换
//设备读⼊的页⾯数）； nswap记录进程累计换出的页⾯数，即写到交换设备上的页⾯数。
//cmin_flt, cmaj_flt, cnswap记录本进程为祖先的所有⼦孙进程的累计次缺页数，主缺页数和换出页⾯数。  //在⽗进程回收终⽌的⼦进程时，⽗进程会将⼦进程的这些信息累计到⾃⼰结构的这些域中
unsigned long min_flt, maj_flt, nswap, cmin_flt, cmaj_flt, cnswap;
int swappable:1; //表⽰进程的虚拟地址空间是否允许换出
//进程认证信息
//uid,gid为运⾏该进程的⽤户的⽤户标识符和组标识符，通常是进程创建者的uid，gid
//euid，egid为有效uid,gid
//fsuid，fsgid为⽂件系统uid,gid，这两个ID号通常与有效uid,gid相等，在检查对于⽂件
//系统的访问权限时使⽤他们。
//suid，sgid为备份uid,gid
uid_t uid,euid,suid,fsuid;
gid_t gid,egid,sgid,fsgid;
int ngroups;                  //记录进程在多少个⽤户组中
gid_t groups[NGROUPS];      //记录进程所在的组
//进程的权能，分别是有效位集合，继承位集合，允许位集合
kernel_cap_t cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted;
int keep_capabilities:1;
struct user_struct *user;
struct rlimit rlim[RLIM_NLIMITS];    //与进程相关的资源限制信息
unsigned short used_math;        //是否使⽤FPU
char comm[16];                      //进程正在运⾏的可执⾏⽂件名
int link_count, total_link_ count;  //⽂件系统信息
//NULL if no tty 进程所在的控制终端，如果不需要控制终端，则该指针为空
struct tty_struct *tty;
unsigned int locks;
//进程间通信信息
struct sem_undo *semundo;      //进程在信号灯上的所有undo操作
struct sem_queue *semsleeping;  //当进程因为信号灯操作⽽挂起时，他在该队列中记录等待的操作
//进程的CPU状态，切换时，要保存到停⽌进程的task_struct中
struct thread_struct thread;
struct fs_struct *fs;          //⽂件系统信息
struct files_struct *files;    //打开⽂件信息
spinlock_t sigmask_lock;  //信号处理函数
struct signal_struct *sig;  //信号处理函数
sigset_t blocked;                //进程当前要阻塞的信号，每个信号对应⼀位  struct sigpending pending;      //进程上是否有待处理的信号
unsigned long sas_ss_sp;
size_t sas_ss_size;
int (*notifier)(void *priv);
void *notifier_data;
sigset_t *notifier_mask;
u32 parent_exec_id;
linux下的sleep函数u32 self_exec_id;
spinlock_t alloc_lock;
void *journal_info;
}

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