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task_struct

2019-11-08 01:43:55
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供稿:網友

進程描述符task_struct

    1、進程狀態 

[cpp] view plain copy volatile long state;  int exit_state;  

    state成員的可能取值如下: 

[cpp] view plain copy #define TASK_RUNNING        0  #define TASK_INTERRUPTIBLE  1  #define TASK_UNINTERRUPTIBLE    2  #define __TASK_STOPPED      4  #define __TASK_TRACED       8  /* in tsk->exit_state */  #define EXIT_ZOMBIE     16  #define EXIT_DEAD       32  /* in tsk->state again */  #define TASK_DEAD       64  #define TASK_WAKEKILL       128  #define TASK_WAKING     256  

    系統中的每個進程都必然處于以上所列進程狀態中的一種。

    TASK_RUNNING表示進程要么正在執行,要么正要準備執行。

    TASK_INTERRUPTIBLE表示進程被阻塞(睡眠),直到某個條件變為真。條件一旦達成,進程的狀態就被設置為TASK_RUNNING。

    TASK_UNINTERRUPTIBLE的意義與TASK_INTERRUPTIBLE類似,除了不能通過接受一個信號來喚醒以外。

    __TASK_STOPPED表示進程被停止執行。

    __TASK_TRACED表示進程被debugger等進程監視。

    EXIT_ZOMBIE表示進程的執行被終止,但是其父進程還沒有使用wait()等系統調用來獲知它的終止信息。

    EXIT_DEAD表示進程的最終狀態。

    EXIT_ZOMBIE和EXIT_DEAD也可以存放在exit_state成員中。 

    2、進程標識符(PID) 

[cpp] view plain copy pid_t pid;  pid_t tgid;  

    在CONFIG_BASE_SMALL配置為0的情況下,PID的取值范圍是0到32767,即系統中的進程數最大為32768個。 

[cpp] view plain copy /* linux-2.6.38.8/include/linux/threads.h */  #define PID_MAX_DEFAULT (CONFIG_BASE_SMALL ? 0x1000 : 0x8000)  

    在Linux系統中,一個線程組中的所有線程使用和該線程組的領頭線程(該組中的第一個輕量級進程)相同的PID,并被存放在tgid成員中。只有線程組的領頭線程的pid成員才會被設置為與tgid相同的值。注意,getpid()系統調用返回的是當前進程的tgid值而不是pid值。

    3、進程內核棧 

[cpp] view plain copy void *stack;  

    進程通過alloc_thread_info函數分配它的內核棧,通過free_thread_info函數釋放所分配的內核棧。 

[cpp] view plain copy /* linux-2.6.38.8/kernel/fork.c */   static inline struct thread_info *alloc_thread_info(struct task_struct *tsk)  {  #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE      gfp_t mask = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO;  #else      gfp_t mask = GFP_KERNEL;  #endif      return (struct thread_info *)__get_free_pages(mask, THREAD_SIZE_ORDER);  }  static inline void free_thread_info(struct thread_info *ti)  {      free_pages((unsigned long)ti, THREAD_SIZE_ORDER);  }  

    其中,THREAD_SIZE_ORDER宏在linux-2.6.38.8/arch/arm/include/asm/thread_info.h文件中被定義為1,也就是說alloc_thread_info函數通過調用__get_free_pages函數分配2個頁的內存(它的首地址是8192 字節對齊的)。

    Linux內核通過thread_union聯合體來表示進程的內核棧,其中THREAD_SIZE宏的大小為8192。 

[cpp] view plain copyunion thread_union {      struct thread_info thread_info;      unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];  };  

    當進程從用戶態切換到內核態時,進程的內核棧總是空的,所以ARM的sp寄存器指向這個棧的頂端。因此,內核能夠輕易地通過sp寄存器獲得當前正在CPU上運行的進程。 

[cpp] view plain copy /* linux-2.6.38.8/arch/arm/include/asm/current.h */  static inline struct task_struct *get_current(void)  {      return current_thread_info()->task;  }    #define current (get_current())    /* linux-2.6.38.8/arch/arm/include/asm/thread_info.h */   static inline struct thread_info *current_thread_info(void)  {      register unsigned long sp asm ("sp");      return (struct thread_info *)(sp & ~(THREAD_SIZE - 1));  }  

    4、標記 

[cpp] view plain copy unsigned int flags; /* per PRocess flags, defined below */  

    flags成員的可能取值如下: 

[cpp] view plain copy #define PF_KSOFTIRQD    0x00000001  /* I am ksoftirqd */  #define PF_STARTING 0x00000002  /* being created */  #define PF_EXITING  0x00000004  /* getting shut down */  #define PF_EXITPIDONE   0x00000008  /* pi exit done on shut down */  #define PF_VCPU     0x00000010  /* I'm a virtual CPU */  #define PF_WQ_WORKER    0x00000020  /* I'm a workqueue worker */  #define PF_FORKNOEXEC   0x00000040  /* forked but didn't exec */  #define PF_MCE_PROCESS  0x00000080      /* process policy on mce errors */  #define PF_SUPERPRIV    0x00000100  /* used super-user privileges */  #define PF_DUMPCORE 0x00000200  /* dumped core */  #define PF_SIGNALED 0x00000400  /* killed by a signal */  #define PF_MEMALLOC 0x00000800  /* Allocating memory */  #define PF_USED_MATH    0x00002000  /* if unset the fpu must be initialized before use */  #define PF_FREEZING 0x00004000  /* freeze in progress. do not account to load */  #define PF_NOFREEZE 0x00008000  /* this thread should not be frozen */  #define PF_FROZEN   0x00010000  /* frozen for system suspend */  #define PF_FSTRANS  0x00020000  /* inside a filesystem transaction */  #define PF_KSWAPD   0x00040000  /* I am kswapd */  #define PF_OOM_ORIGIN   0x00080000  /* Allocating much memory to others */  #define PF_LESS_THROTTLE 0x00100000 /* Throttle me less: I clean memory */  #define PF_KTHREAD  0x00200000  /* I am a kernel thread */  #define PF_RANDOMIZE    0x00400000  /* randomize virtual address space */  #define PF_SWAPWRITE    0x00800000  /* Allowed to write to swap */  #define PF_SPREAD_PAGE  0x01000000  /* Spread page cache over cpuset */  #define PF_SPREAD_SLAB  0x02000000  /* Spread some slab caches over cpuset */  #define PF_THREAD_BOUND 0x04000000  /* Thread bound to specific cpu */  #define PF_MCE_EARLY    0x08000000      /* Early kill for mce process policy */  #define PF_MEMPOLICY    0x10000000  /* Non-default NUMA mempolicy */  #define PF_MUTEX_TESTER 0x20000000  /* Thread belongs to the rt mutex tester */  #define PF_FREEZER_SK    5、表示進程親屬關系的成員 

[cpp] view plain copy struct task_struct *real_parent; /* real parent process */  struct task_struct *parent; /* recipient of SIGCHLD, wait4() reports */  struct list_head children;  /* list of my children */  struct list_head sibling;   /* linkage in my parent's children list */  struct task_struct *group_leader;   /* threadgroup leader */  

    在Linux系統中,所有進程之間都有著直接或間接地聯系,每個進程都有其父進程,也可能有零個或多個子進程。擁有同一父進程的所有進程具有兄弟關系。

    real_parent指向其父進程,如果創建它的父進程不再存在,則指向PID為1的init進程。

    parent指向其父進程,當它終止時,必須向它的父進程發送信號。它的值通常與real_parent相同。

    children表示鏈表的頭部,鏈表中的所有元素都是它的子進程。

    sibling用于把當前進程插入到兄弟鏈表中。

    group_leader指向其所在進程組的領頭進程。

    6、ptrace系統調用 

[cpp] view plain copy unsigned int ptrace;  struct list_head ptraced;  struct list_head ptrace_entry;  unsigned long ptrace_message;  siginfo_t *last_siginfo; /* For ptrace use.  */  ifdef CONFIG_HAVE_HW_BREAKPOINT  atomic_t ptrace_bp_refcnt;  endif  

    成員ptrace被設置為0時表示不需要被跟蹤,它的可能取值如下: 

[cpp] view plain copy /* linux-2.6.38.8/include/linux/ptrace.h */  #define PT_PTRACED  0x00000001  #define PT_DTRACE   0x00000002  /* delayed trace (used on m68k, i386) */  #define PT_TRACESYSGOOD 0x00000004  #define PT_PTRACE_CAP   0x00000008  /* ptracer can follow suid-exec */  #define PT_TRACE_FORK   0x00000010  #define PT_TRACE_VFORK  0x00000020  #define PT_TRACE_CLONE  0x00000040  #define PT_TRACE_EXEC   0x00000080  #define PT_TRACE_VFORK_DONE 0x00000100  #define PT_TRACE_EXIT   0x00000200  

    7、Performance Event 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS      struct perf_event_context *perf_event_ctxp[perf_nr_task_contexts];      struct mutex perf_event_mutex;      struct list_head perf_event_list;  #endif  

    Performance Event是一款隨 Linux 內核代碼一同發布和維護的性能診斷工具。這些成員用于幫助PerformanceEvent分析進程的性能問題。

       8、進程調度 

[cpp] view plain copy int prio, static_prio, normal_prio;  unsigned int rt_priority;  const struct sched_class *sched_class;  struct sched_entity se;  struct sched_rt_entity rt;  unsigned int policy;  cpumask_t cpus_allowed;  

    實時優先級范圍是0到MAX_RT_PRIO-1(即99),而普通進程的靜態優先級范圍是從MAX_RT_PRIO到MAX_PRIO-1(即100到139)。值越大靜態優先級越低。 

[cpp] view plain copy/* linux-2.6.38.8/include/linux/sched.h */  #define MAX_USER_RT_PRIO    100  #define MAX_RT_PRIO     MAX_USER_RT_PRIO    #define MAX_PRIO        (MAX_RT_PRIO + 40)  #define DEFAULT_PRIO        (MAX_RT_PRIO + 20)  

    static_prio用于保存靜態優先級,可以通過nice系統調用來進行修改。

    rt_priority用于保存實時優先級。

    normal_prio的值取決于靜態優先級和調度策略。

    prio用于保存動態優先級。

    policy表示進程的調度策略,目前主要有以下五種: 

[cpp] view plain copy#define SCHED_NORMAL        0  #define SCHED_FIFO      1  #define SCHED_RR        2  #define SCHED_BATCH     3  /* SCHED_ISO: reserved but not implemented yet */  #define SCHED_IDLE      5  

    SCHED_NORMAL用于普通進程,通過CFS調度器實現。SCHED_BATCH用于非交互的處理器消耗型進程。SCHED_IDLE是在系統負載很低時使用。

    SCHED_FIFO(先入先出調度算法)和SCHED_RR(輪流調度算法)都是實時調度策略。

    sched_class結構體表示調度類,目前內核中有實現以下四種: 

[cpp] view plain copy/* linux-2.6.38.8/kernel/sched_fair.c */   static const struct sched_class fair_sched_class;  /* linux-2.6.38.8/kernel/sched_rt.c */  static const struct sched_class rt_sched_class;  /* linux-2.6.38.8/kernel/sched_idletask.c */  static const struct sched_class idle_sched_class;  /* linux-2.6.38.8/kernel/sched_stoptask.c */  static const struct sched_class stop_sched_class;  

    se和rt都是調用實體,一個用于普通進程,一個用于實時進程,每個進程都有其中之一的實體。

    cpus_allowed用于控制進程可以在哪里處理器上運行。

9、進程地址空間 

[cpp] view plain copy     struct mm_struct *mm, *active_mm;  #ifdef CONFIG_COMPAT_BRK      unsigned brk_randomized:1;  #endif  #if defined(SPLIT_
rss_COUNTING)      struct task_rss_stat    rss_stat;  #endif  

    mm指向進程所擁有的內存描述符,而active_mm指向進程運行時所使用的內存描述符。對于普通進程而言,這兩個指針變量的值相同。但是,內核線程不擁有任何內存描述符,所以它們的mm成員總是為NULL。當內核線程得以運行時,它的active_mm成員被初始化為前一個運行進程的 active_mm值。

      rss_stat用來記錄緩沖信息。 

    10、判斷標志 

[cpp] view plain copy int exit_code, exit_signal;  int pdeath_signal;  /*  The signal sent when the parent dies  */  /* ??? */  unsigned int personality;  unsigned did_exec:1;  unsigned in_execve:1;   /* Tell the LSMs that the process is doing an              * execve */  unsigned in_iowait:1;      /* Revert to default priority/policy when forking */  unsigned sched_reset_on_fork:1;  

    exit_code用于設置進程的終止代號,這個值要么是_exit()或exit_group()系統調用參數(正常終止),要么是由內核提供的一個錯誤代號(異常終止)。

    exit_signal被置為-1時表示是某個線程組中的一員。只有當線程組的最后一個成員終止時,才會產生一個信號,以通知線程組的領頭進程的父進程。

    pdeath_signal用于判斷父進程終止時發送信號。

    personality用于處理不同的ABI,它的可能取值如下: 

[cpp] view plain copy enum {      PER_LINUX =     0x0000,      PER_LINUX_32BIT =   0x0000 | ADDR_LIMIT_32BIT,      PER_LINUX_FDPIC =   0x0000 | FDPIC_FUNCPTRS,      PER_SVR4 =      0x0001 | STICKY_TIMEOUTS | MMAP_PAGE_ZERO,      PER_SVR3 =      0x0002 | STICKY_TIMEOUTS | SHORT_INODE,      PER_SCOSVR3 =       0x0003 | STICKY_TIMEOUTS |                       WHOLE_SECONDS | SHORT_INODE,      PER_OSR5 =      0x0003 | STICKY_TIMEOUTS | WHOLE_SECONDS,      PER_WYSEV386 =      0x0004 | STICKY_TIMEOUTS | SHORT_INODE,      PER_ISCR4 =     0x0005 | STICKY_TIMEOUTS,      PER_BSD =       0x0006,      PER_SUNOS =     0x0006 | STICKY_TIMEOUTS,      PER_XENIX =     0x0007 | STICKY_TIMEOUTS | SHORT_INODE,      PER_LINUX32 =       0x0008,      PER_LINUX32_3GB =   0x0008 | ADDR_LIMIT_3GB,      PER_IRIX32 =        0x0009 | STICKY_TIMEOUTS,/* IRIX5 32-bit */      PER_IRIXN32 =       0x000a | STICKY_TIMEOUTS,/* IRIX6 new 32-bit */      PER_IRIX64 =        0x000b | STICKY_TIMEOUTS,/* IRIX6 64-bit */      PER_RISCOS =        0x000c,      PER_SOLARIS =       0x000d | STICKY_TIMEOUTS,      PER_UW7 =       0x000e | STICKY_TIMEOUTS | MMAP_PAGE_ZERO,      PER_OSF4 =      0x000f,          /* OSF/1 v4 */      PER_HPUX =      0x0010,      PER_MASK =      0x00ff,  };  

    did_exec用于記錄進程代碼是否被execve()函數所執行。

    in_iowait用于判斷是否進行iowait計數。

    sched_reset_on_fork用于判斷是否恢復默認的優先級或調度策略。

    11、時間 

[cpp] view plain copy     cputime_t utime, stime, utimescaled, stimescaled;      cputime_t gtime;  #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING      cputime_t prev_utime, prev_stime;  #endif      unsigned long nvcsw, nivcsw; /* context switch counts */      struct timespec start_time;         /* monotonic time */      struct timespec real_start_time;    /* boot based time */      struct task_cputime cputime_expires;      struct list_head cpu_timers[3];  #ifdef CONFIG_DETECT_HUNG_TASK  /* hung task detection */      unsigned long last_switch_count;  #endif  

    utime/stime用于記錄進程在用戶態/內核態下所經過的節拍數(定時器)

    utimescaled/stimescaled也是用于記錄進程在用戶態/內核態的運行時間,但它們以處理器的頻率為刻度。

    gtime是以節拍計數的虛擬機運行時間(guest time)。

    nvcsw/nivcsw是自愿(voluntary)/非自愿(involuntary)上下文切換計數。last_switch_count是nvcsw和nivcsw的總和。

    start_time和real_start_time都是進程創建時間,real_start_time還包含了進程睡眠時間,常用于/proc/pid/stat,

    cputime_expires用來統計進程或進程組被跟蹤的處理器時間,其中的三個成員對應著cpu_timers[3]的三個鏈表。

    12、信號處理 

[cpp] view plain copy /* signal handlers */      struct signal_struct *signal;      struct sighand_struct *sighand;        sigset_t blocked, real_blocked;      sigset_t saved_sigmask; /* restored if set_restore_sigmask() was used */      struct sigpending pending;        unsigned long sas_ss_sp;      size_t sas_ss_size;      int (*notifier)(void *priv);      void *notifier_data;      sigset_t *notifier_mask;  

    signal指向進程的信號描述符。

    sighand指向進程的信號處理程序描述符。

    blocked表示被阻塞信號的掩碼,real_blocked表示臨時掩碼。

    pending存放私有掛起信號的數據結構。

    sas_ss_sp是信號處理程序備用堆棧的地址,sas_ss_size表示堆棧的大小。

    設備驅動程序常用notifier指向的函數來阻塞進程的某些信號(notifier_mask是這些信號的位掩碼),notifier_data指的是notifier所指向的函數可能使用的數據。

    13、其他

    (1)、用于保護資源分配或釋放的自旋鎖 

[cpp] view plain copy /* Protection of (de-)allocation: mm, files, fs, tty, keyrings, mems_allowed,  * mempolicy */      spinlock_t alloc_lock;  

    (2)、進程描述符使用計數,被置為2時,表示進程描述符正在被使用而且其相應的進程處于活動狀態。 

[cpp] view plain copy atomic_t usage;  

    (3)、用于表示獲取大內核鎖的次數,如果進程未獲得過鎖,則置為-1。 

[cpp] view plain copy int lock_depth;     /* BKL lock depth */  

    (4)、在SMP上幫助實現無加鎖的進程切換(unlocked context switches) 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_SMP  #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW      int oncpu;  #endif  #endif  

    (5)、preempt_notifier結構體鏈表 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS      /* list of struct preempt_notifier: */      struct hlist_head preempt_notifiers;  #endif  

    (6)、FPU使用計數 

[cpp] view plain copy unsigned char fpu_counter;  

    (7)、blktrace是一個針對Linux內核中塊設備I/O層的跟蹤工具。 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE      unsigned int btrace_seq;  #endif  

    (8)、RCU同步原語 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU      int rcu_read_lock_nesting;      char rcu_read_unlock_special;      struct list_head rcu_node_entry;  #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */  #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU      struct rcu_node *rcu_blocked_node;  #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */  #ifdef CONFIG_RCU_BOOST      struct rt_mutex *rcu_boost_mutex;  #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */  

    (9)、用于調度器統計進程的運行信息 

[cpp] view plain copy #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)      struct sched_info sched_info;  #endif  

    (10)、用于構建進程鏈表 

[cpp] view plain copy struct list_head tasks;  

    (11)、to limit pushing to one attempt 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_SMP      struct plist_node pushable_tasks;  #endif  

        (12)、防止內核堆棧溢出 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR      /* Canary value for the -fstack-protector gcc feature */      unsigned long stack_canary;  #endif  

    在GCC編譯內核時,需要加上-fstack-protector選項。

    (13)、PID散列表和鏈表 

[cpp] view plain copy /* PID/PID hash table linkage. */  struct pid_link pids[PIDTYPE_MAX];  struct list_head thread_group; //線程組中所有進程的鏈表  

    (14)、do_fork函數 

[cpp] view plain copy struct completion *vfork_done;      /* for vfork() */  int __user *set_child_tid;      /* CLONE_CHILD_SETTID */  int __user *clear_child_tid;        /* CLONE_CHILD_CLEARTID */  

    在執行do_fork()時,如果給定特別標志,則vfork_done會指向一個特殊地址。

    如果copy_process函數的clone_flags參數的值被置為CLONE_CHILD_SETTID或 CLONE_CHILD_CLEARTID,則會把child_tidptr參數的值分別復制到set_child_tid和 clear_child_tid成員。這些標志說明必須改變子進程用戶態地址空間的child_tidptr所指向的變量的值。

    (15)、缺頁統計 

[cpp] view plain copy /* mm fault and swap info: this can arguably be seen as either mm-specific or thread-specific */      unsigned long min_flt, maj_flt;  

    (16)、進程權能 

[cpp] view plain copy const struct cred __rcu *real_cred; /* objective and real subjective task                  * credentials (COW) */  const struct cred __rcu *cred;  /* effective (overridable) subjective task                  * credentials (COW) */  struct cred *replacement_session_keyring; /* for KEYCTL_SESSION_TO_PARENT */  

    (17)、相應的程序名 

[cpp] view plain copy char comm[TASK_COMM_LEN];  

    (18)、文件 

[cpp] view plain copy /* file system info */      int link_count, total_link_count;  /* filesystem information */      struct fs_struct *fs;  /* open file information */      struct files_struct *files;  

    fs用來表示進程與文件系統的聯系,包括當前目錄和根目錄。

    files表示進程當前打開的文件。

    (19)、進程通信(SYSVIPC) 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_SYSVIPC  /* ipc stuff */      struct sysv_sem sysvsem;  #endif  

    (20)、處理器特有數據 

[cpp] view plain copy /* CPU-specific state of this task */      struct thread_struct thread;  

    (21)、命名空間 

[cpp] view plain copy /* namespaces */      struct nsproxy *nsproxy;  

    (22)、進程審計 

[cpp] view plain copy    struct audit_context *audit_context;  #ifdef CONFIG_AUDITSYSCALL      uid_t loginuid;      unsigned int sessionid;  #endif  

    (23)、secure computing 

[cpp] view plain copyseccomp_t seccomp;  

    (24)、用于copy_process函數使用CLONE_PARENT 標記時 

[cpp] view plain copy/* Thread group tracking */      u32 parent_exec_id;      u32 self_exec_id;  

    (25)、中斷 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_GENERIC_HARDIRQS      /* IRQ handler threads */      struct irqaction *irqaction;  #endif  #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS      unsigned int irq_events;      unsigned long hardirq_enable_ip;      unsigned long hardirq_disable_ip;      unsigned int hardirq_enable_event;      unsigned int hardirq_disable_event;      int hardirqs_enabled;      int hardirq_context;      unsigned long softirq_disable_ip;      unsigned long softirq_enable_ip;      unsigned int softirq_disable_event;      unsigned int softirq_enable_event;      int softirqs_enabled;      int softirq_context;  #endif  

    (26)、task_rq_lock函數所使用的鎖 

[cpp] view plain copy/* Protection of the PI data structures: */  raw_spinlock_t pi_lock;  

    (27)、基于PI協議的等待互斥鎖,其中PI指的是priority inheritance(優先級繼承) 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_RT_MUTEXES      /* PI waiters blocked on a rt_mutex held by this task */      struct plist_head pi_waiters;      /* Deadlock detection and priority inheritance handling */      struct rt_mutex_waiter *pi_blocked_on;  #endif  

    (28)、死鎖檢測 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES      /* mutex deadlock detection */      struct mutex_waiter *blocked_on;  #endif  

    (29)、lockdep,參見內核說明文檔linux-2.6.38.8/Documentation/lockdep-design.txt 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_LOCKDEP  # define MAX_LOCK_DEPTH 48UL      u64 curr_chain_key;      int lockdep_depth;      unsigned int lockdep_recursion;      struct held_lock held_locks[MAX_LOCK_DEPTH];      gfp_t lockdep_reclaim_gfp;  #endif  

    (30)、JFS文件系統 

[cpp] view plain copy/* journalling filesystem info */      void *journal_info;  

    (31)、塊設備鏈表 

[cpp] view plain copy/* stacked block device info */      struct bio_list *bio_list;  

    (32)、內存回收 

[cpp] view plain copystruct reclaim_state *reclaim_state;  

    (33)、存放塊設備I/O數據流量信息

[cpp] view plain copystruct backing_dev_info *backing_dev_info;  

    (34)、I/O調度器所使用的信息 

[cpp] view plain copystruct io_context *io_context;  

    (35)、記錄進程的I/O計數 

[cpp] view plain copystruct task_io_accounting ioac;  if defined(CONFIG_TASK_XACCT)  u64 acct_rss_mem1;  /* accumulated rss usage */  u64 acct_vm_mem1;   /* accumulated virtual memory usage */  cputime_t acct_timexpd; /* stime + utime since last update */  endif  

    在Ubuntu 11.04上,執行cat獲得進程1的I/O計數如下: 

[cpp] view plain copy$ sudo cat /proc/1/io  [cpp] view plain copyrchar: 164258906  wchar: 455212837  syscr: 388847  syscw: 92563  read_bytes: 439251968  write_bytes: 14143488  cancelled_write_bytes: 2134016  

    輸出的數據項剛好是task_io_accounting結構體的所有成員。

    (36)、CPUSET功能 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_CPUSETS      nodemask_t mems_allowed;    /* Protected by alloc_lock */      int mems_allowed_change_disable;      int cpuset_mem_spread_rotor;      int cpuset_slab_spread_rotor;  #endif  

    (37)、Control Groups 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_CGROUPS      /* Control Group info protected by CSS_set_lock */      struct css_set __rcu *cgroups;      /* cg_list protected by css_set_lock and tsk->alloc_lock */      struct list_head cg_list;  #endif  #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR /* memcg uses this to do batch job */      struct memcg_batch_info {          int do_batch;   /* incremented when batch uncharge started */          struct mem_cgroup *memcg; /* target memcg of uncharge */          unsigned long bytes;        /* uncharged usage */          unsigned long memsw_bytes; /* uncharged mem+swap usage */      } memcg_batch;  #endif  

    (38)、futex同步機制 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_FUTEX      struct robust_list_head __user *robust_list;  #ifdef CONFIG_COMPAT      struct compat_robust_list_head __user *compat_robust_list;  #endif      struct list_head pi_state_list;      struct futex_pi_state *pi_state_cache;  #endif  

    (39)、非一致內存訪問(NUMA  Non-Uniform Memory access) 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_NUMA      struct mempolicy *mempolicy;    /* Protected by alloc_lock */      short il_next;  #endif  

    (40)、文件系統互斥資源 

[cpp] view plain copyatomic_t fs_excl;   /* holding fs exclusive resources */  

    (41)、RCU鏈表 

[cpp] view plain copystruct rcu_head rcu;  

    (42)、管道 

[cpp] view plain copystruct pipe_inode_info *splice_pipe;  

    (43)、延遲計數 

[cpp] view plain copy#ifdef  CONFIG_TASK_DELAY_ACCT      struct task_delay_info *delays;  #endif  

    (44)、fault injection

[cpp] view plain copy

 

#ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION      int make_it_fail;  #endif  

    (45)、FLoating proportions 

[cpp] view plain copystruct prop_local_single dirties;  

    (46)、Infrastructure for displayinglatency 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_LATENCYTOP      int latency_record_count;      struct latency_record latency_record[LT_SAVECOUNT];  #endif  

    (47)、time slack values,常用于poll和select函數 

[cpp] view plain copyunsigned long timer_slack_ns;  unsigned long default_timer_slack_ns;  

    (48)、socket控制消息(control message) 

[cpp] view plain copystruct list_head    *scm_work_list;  

    (49)、ftrace跟蹤器 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER      /* Index of current stored address in ret_stack */      int curr_ret_stack;      /* Stack of return addresses for return function tracing */      struct ftrace_ret_stack *ret_stack;      /* time stamp for last schedule */      unsigned long long ftrace_timestamp;      /*      * Number of functions that haven't been traced      * because of depth overrun.      */      atomic_t trace_overrun;      /* Pause for the tracing */      atomic_t tracing_graph_pause;  #endif  #ifdef CONFIG_TRACING      /* state flags for use by tracers */      unsigned long trace;      /* bitmask of trace recursion */      unsigned long trace_recursion;  #endif /* CONFIG_TRACING */  

9、進程地址空間 

[cpp] view plain copy     struct mm_struct *mm, *active_mm;  #ifdef CONFIG_COMPAT_BRK      unsigned brk_randomized:1;  #endif  #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)      struct task_rss_stat    rss_stat;  #endif  

    mm指向進程所擁有的內存描述符,而active_mm指向進程運行時所使用的內存描述符。對于普通進程而言,這兩個指針變量的值相同。但是,內核線程不擁有任何內存描述符,所以它們的mm成員總是為NULL。當內核線程得以運行時,它的active_mm成員被初始化為前一個運行進程的 active_mm值。

       rss_stat用來記錄緩沖信息。 

    10、判斷標志 

[cpp] view plain copy int exit_code, exit_signal;  int pdeath_signal;  /*  The signal sent when the parent dies  */  /* ??? */  unsigned int personality;  unsigned did_exec:1;  unsigned in_execve:1;   /* Tell the LSMs that the process is doing an              * execve */  unsigned in_iowait:1;      /* Revert to default priority/policy when forking */  unsigned sched_reset_on_fork:1;  

    exit_code用于設置進程的終止代號,這個值要么是_exit()或exit_group()系統調用參數(正常終止),要么是由內核提供的一個錯誤代號(異常終止)。

    exit_signal被置為-1時表示是某個線程組中的一員。只有當線程組的最后一個成員終止時,才會產生一個信號,以通知線程組的領頭進程的父進程。

    pdeath_signal用于判斷父進程終止時發送信號。

    personality用于處理不同的ABI,它的可能取值如下: 

[cpp] view plain copy enum {      PER_LINUX =     0x0000,      PER_LINUX_32BIT =   0x0000 | ADDR_LIMIT_32BIT,      PER_LINUX_FDPIC =   0x0000 | FDPIC_FUNCPTRS,      PER_SVR4 =      0x0001 | STICKY_TIMEOUTS | MMAP_PAGE_ZERO,      PER_SVR3 =      0x0002 | STICKY_TIMEOUTS | SHORT_INODE,      PER_SCOSVR3 =       0x0003 | STICKY_TIMEOUTS |                       WHOLE_SECONDS | SHORT_INODE,      PER_OSR5 =      0x0003 | STICKY_TIMEOUTS | WHOLE_SECONDS,      PER_WYSEV386 =      0x0004 | STICKY_TIMEOUTS | SHORT_INODE,      PER_ISCR4 =     0x0005 | STICKY_TIMEOUTS,      PER_BSD =       0x0006,      PER_SUNOS =     0x0006 | STICKY_TIMEOUTS,      PER_XENIX =     0x0007 | STICKY_TIMEOUTS | SHORT_INODE,      PER_LINUX32 =       0x0008,      PER_LINUX32_3GB =   0x0008 | ADDR_LIMIT_3GB,      PER_IRIX32 =        0x0009 | STICKY_TIMEOUTS,/* IRIX5 32-bit */      PER_IRIXN32 =       0x000a | STICKY_TIMEOUTS,/* IRIX6 new 32-bit */      PER_IRIX64 =        0x000b | STICKY_TIMEOUTS,/* IRIX6 64-bit */      PER_RISCOS =        0x000c,      PER_SOLARIS =       0x000d | STICKY_TIMEOUTS,      PER_UW7 =       0x000e | STICKY_TIMEOUTS | MMAP_PAGE_ZERO,      PER_OSF4 =      0x000f,          /* OSF/1 v4 */      PER_HPUX =      0x0010,      PER_MASK =      0x00ff,  };  

    did_exec用于記錄進程代碼是否被execve()函數所執行。

    in_execve用于通知LSM是否被do_execve()函數所調用。

    in_iowait用于判斷是否進行iowait計數。

    sched_reset_on_fork用于判斷是否恢復默認的優先級或調度策略。

    11、時間 

[cpp] view plain copy     cputime_t utime, stime, utimescaled, stimescaled;      cputime_t gtime;  #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING      cputime_t prev_utime, prev_stime;  #endif      unsigned long nvcsw, nivcsw; /* context switch counts */      struct timespec start_time;         /* monotonic time */      struct timespec real_start_time;    /* boot based time */      struct task_cputime cputime_expires;      struct list_head cpu_timers[3];  #ifdef CONFIG_DETECT_HUNG_TASK  /* hung task detection */      unsigned long last_switch_count;  #endif  

    utime/stime用于記錄進程在用戶態/內核態下所經過的節拍數(定時器)。

    utimescaled/stimescaled也是用于記錄進程在用戶態/內核態的運行時間,但它們以處理器的頻率為刻度。

    gtime是以節拍計數的虛擬機運行時間(guest time)。

    nvcsw/nivcsw是自愿(voluntary)/非自愿(involuntary)上下文切換計數。last_switch_count是nvcsw和nivcsw的總和。

    start_time和real_start_time都是進程創建時間,real_start_time還包含了進程睡眠時間,常用于/proc/pid/stat,補丁說明請參考http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/0705.0/2094.html。

    cputime_expires用來統計進程或進程組被跟蹤的處理器時間,其中的三個成員對應著cpu_timers[3]的三個鏈表。

    12、信號處理 

[cpp] view plain copy /* signal handlers */      struct signal_struct *signal;      struct sighand_struct *sighand;        sigset_t blocked, real_blocked;      sigset_t saved_sigmask; /* restored if set_restore_sigmask() was used */      struct sigpending pending;        unsigned long sas_ss_sp;      size_t sas_ss_size;      int (*notifier)(void *priv);      void *notifier_data;      sigset_t *notifier_mask;  

    signal指向進程的信號描述符。

    sighand指向進程的信號處理程序描述符。

    blocked表示被阻塞信號的掩碼,real_blocked表示臨時掩碼。

    pending存放私有掛起信號的數據結構。

    sas_ss_sp是信號處理程序備用堆棧的地址,sas_ss_size表示堆棧的大小。

    設備驅動程序常用notifier指向的函數來阻塞進程的某些信號(notifier_mask是這些信號的位掩碼),notifier_data指的是notifier所指向的函數可能使用的數據。

    13、其他

    (1)、用于保護資源分配或釋放的自旋鎖 

[cpp] view plain copy /* Protection of (de-)allocation: mm, files, fs, tty, keyrings, mems_allowed,  * mempolicy */      spinlock_t alloc_lock;  

    (2)、進程描述符使用計數,被置為2時,表示進程描述符正在被使用而且其相應的進程處于活動狀態。 

[cpp] view plain copy atomic_t usage;  

    (3)、用于表示獲取大內核鎖的次數,如果進程未獲得過鎖,則置為-1。 

[cpp] view plain copy int lock_depth;     /* BKL lock depth */  

    (4)、在SMP上幫助實現無加鎖的進程切換(unlocked context switches) 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_SMP  #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW      int oncpu;  #endif  #endif  

    (5)、preempt_notifier結構體鏈表 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS      /* list of struct preempt_notifier: */      struct hlist_head preempt_notifiers;  #endif  

    (6)、FPU使用計數 

[cpp] view plain copy unsigned char fpu_counter;  

    (7)、blktrace是一個針對Linux內核中塊設備I/O層的跟蹤工具。 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE      unsigned int btrace_seq;  #endif  

    (8)、RCU同步原語 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU      int rcu_read_lock_nesting;      char rcu_read_unlock_special;      struct list_head rcu_node_entry;  #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */  #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU      struct rcu_node *rcu_blocked_node;  #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */  #ifdef CONFIG_RCU_BOOST      struct rt_mutex *rcu_boost_mutex;  #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */  

    (9)、用于調度器統計進程的運行信息 

[cpp] view plain copy #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)      struct sched_info sched_info;  #endif  

    (10)、用于構建進程鏈表 

[cpp] view plain copy struct list_head tasks;  

    (11)、to limit pushing to one attempt 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_SMP      struct plist_node pushable_tasks;  #endif  

    補丁說明請參考:http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/0808.3/0503.html

    (12)、防止內核堆棧溢出 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR      /* Canary value for the -fstack-protector gcc feature */      unsigned long stack_canary;  #endif  

    在GCC編譯內核時,需要加上-fstack-protector選項。

    (13)、PID散列表和鏈表 

[cpp] view plain copy /* PID/PID hash table linkage. */  struct pid_link pids[PIDTYPE_MAX];  struct list_head thread_group; //線程組中所有進程的鏈表  

    (14)、do_fork函數 

[cpp] view plain copy struct completion *vfork_done;      /* for vfork() */  int __user *set_child_tid;      /* CLONE_CHILD_SETTID */  int __user *clear_child_tid;        /* CLONE_CHILD_CLEARTID */  

    在執行do_fork()時,如果給定特別標志,則vfork_done會指向一個特殊地址。

    如果copy_process函數的clone_flags參數的值被置為CLONE_CHILD_SETTID或 CLONE_CHILD_CLEARTID,則會把child_tidptr參數的值分別復制到set_child_tid和 clear_child_tid成員。這些標志說明必須改變子進程用戶態地址空間的child_tidptr所指向的變量的值。

    (15)、缺頁統計 

[cpp] view plain copy /* mm fault and swap info: this can arguably be seen as either mm-specific or thread-specific */      unsigned long min_flt, maj_flt;  

    (16)、進程權能 

[cpp] view plain copy const struct cred __rcu *real_cred; /* objective and real subjective task                  * credentials (COW) */  const struct cred __rcu *cred;  /* effective (overridable) subjective task                  * credentials (COW) */  struct cred *replacement_session_keyring; /* for KEYCTL_SESSION_TO_PARENT */  

    (17)、相應的程序名 

[cpp] view plain copy char comm[TASK_COMM_LEN];  

    (18)、文件 

[cpp] view plain copy /* file system info */      int link_count, total_link_count;  /* filesystem information */      struct fs_struct *fs;  /* open file information */      struct files_struct *files;  

    fs用來表示進程與文件系統的聯系,包括當前目錄和根目錄。

    files表示進程當前打開的文件。

    (19)、進程通信(SYSVIPC) 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_SYSVIPC  /* ipc stuff */      struct sysv_sem sysvsem;  #endif  

    (20)、處理器特有數據 

[cpp] view plain copy /* CPU-specific state of this task */      struct thread_struct thread;  

    (21)、命名空間 

[cpp] view plain copy /* namespaces */      struct nsproxy *nsproxy;  

    (22)、進程審計 

[cpp] view plain copy     struct audit_context *audit_context;  #ifdef CONFIG_AUDITSYSCALL      uid_t loginuid;      unsigned int sessionid;  #endif  

    (23)、secure computing 

[cpp] view plain copyseccomp_t seccomp;  

    (24)、用于copy_process函數使用CLONE_PARENT 標記時 

[cpp] view plain copy/* Thread group tracking */      u32 parent_exec_id;      u32 self_exec_id;  

    (25)、中斷 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_GENERIC_HARDIRQS      /* IRQ handler threads */      struct irqaction *irqaction;  #endif  #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS      unsigned int irq_events;      unsigned long hardirq_enable_ip;      unsigned long hardirq_disable_ip;      unsigned int hardirq_enable_event;      unsigned int hardirq_disable_event;      int hardirqs_enabled;      int hardirq_context;      unsigned long softirq_disable_ip;      unsigned long softirq_enable_ip;      unsigned int softirq_disable_event;      unsigned int softirq_enable_event;      int softirqs_enabled;      int softirq_context;  #endif  

    (26)、task_rq_lock函數所使用的鎖 

[cpp] view plain copy/* Protection of the PI data structures: */  raw_spinlock_t pi_lock;  

    (27)、基于PI協議的等待互斥鎖,其中PI指的是priority inheritance(優先級繼承) 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_RT_MUTEXES      /* PI waiters blocked on a rt_mutex held by this task */      struct plist_head pi_waiters;      /* Deadlock detection and priority inheritance handling */      struct rt_mutex_waiter *pi_blocked_on;  #endif  

    (28)、死鎖檢測 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES      /* mutex deadlock detection */      struct mutex_waiter *blocked_on;  #endif  

    (29)、lockdep,參見內核說明文檔linux-2.6.38.8/Documentation/lockdep-design.txt 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_LOCKDEP  # define MAX_LOCK_DEPTH 48UL      u64 curr_chain_key;      int lockdep_depth;      unsigned int lockdep_recursion;      struct held_lock held_locks[MAX_LOCK_DEPTH];      gfp_t lockdep_reclaim_gfp;  #endif  

    (30)、JFS文件系統 

[cpp] view plain copy/* journalling filesystem info */      void *journal_info;  

    (31)、塊設備鏈表 

[cpp] view plain copy/* stacked block device info */      struct bio_list *bio_list;  

    (32)、內存回收 

[cpp] view plain copystruct reclaim_state *reclaim_state;  

    (33)、存放塊設備I/O數據流量信息

[cpp] view plain copystruct backing_dev_info *backing_dev_info;      (34)、I/O調度器所使用的信息 [cpp] view plain copystruct io_context *io_context;  

    (35)、記錄進程的I/O計數 

[cpp] view plain copystruct task_io_accounting ioac;  if defined(CONFIG_TASK_XACCT)  u64 acct_rss_mem1;  /* accumulated rss usage */  u64 acct_vm_mem1;   /* accumulated virtual memory usage */  cputime_t acct_timexpd; /* stime + utime since last update */  endif  

    在Ubuntu 11.04上,執行cat獲得進程1的I/O計數如下: 

[cpp] view plain copy$ sudo cat /proc/1/io  [cpp] view plain copyrchar: 164258906  wchar: 455212837  syscr: 388847  syscw: 92563  read_bytes: 439251968  write_bytes: 14143488  cancelled_write_bytes: 2134016  

    輸出的數據項剛好是task_io_accounting結構體的所有成員。

    (36)、CPUSET功能 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_CPUSETS      nodemask_t mems_allowed;    /* Protected by alloc_lock */      int mems_allowed_change_disable;      int cpuset_mem_spread_rotor;      int cpuset_slab_spread_rotor;  #endif  

    (37)、Control Groups 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_CGROUPS      /* Control Group info protected by css_set_lock */      struct css_set __rcu *cgroups;      /* cg_list protected by css_set_lock and tsk->alloc_lock */      struct list_head cg_list;  #endif  #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR /* memcg uses this to do batch job */      struct memcg_batch_info {          int do_batch;   /* incremented when batch uncharge started */          struct mem_cgroup *memcg; /* target memcg of uncharge */          unsigned long bytes;        /* uncharged usage */          unsigned long memsw_bytes; /* uncharged mem+swap usage */      } memcg_batch;  #endif  

    (38)、futex同步機制 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_FUTEX      struct robust_list_head __user *robust_list;  #ifdef CONFIG_COMPAT      struct compat_robust_list_head __user *compat_robust_list;  #endif      struct list_head pi_state_list;      struct futex_pi_state *pi_state_cache;  #endif  

    (39)、非一致內存訪問(NUMA  Non-Uniform Memory Access) 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_NUMA      struct mempolicy *mempolicy;    /* Protected by alloc_lock */      short il_next;  #endif  

    (40)、文件系統互斥資源 

[cpp] view plain copyatomic_t fs_excl;   /* holding fs exclusive resources */  

    (41)、RCU鏈表 

[cpp] view plain copystruct rcu_head rcu;  

    (42)、管道 

[cpp] view plain copystruct pipe_inode_info *splice_pipe;  

    (43)、延遲計數 

[cpp] view plain copy#ifdef  CONFIG_TASK_DELAY_ACCT      struct task_delay_info *delays;  #endif  

    (44)、fault injection,參考內核說明文件linux-2.6.38.8/Documentation/fault-injection/fault-injection.txt 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION      int make_it_fail;  #endif  

    (45)、FLoating proportions 

[cpp] view plain copystruct prop_local_single dirties;  

    (46)、Infrastructure for displayinglatency 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_LATENCYTOP      int latency_record_count;      struct latency_record latency_record[LT_SAVECOUNT];  #endif  

    (47)、time slack values,常用于poll和select函數 

[cpp] view plain copyunsigned long timer_slack_ns;  unsigned long default_timer_slack_ns;  

    (48)、socket控制消息(control message) 

[cpp] view plain copystruct list_head    *scm_work_list;  

    (49)、ftrace跟蹤器 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER      /* Index of current stored address in ret_stack */      int curr_ret_stack;      /* Stack of return addresses for return function tracing */      struct ftrace_ret_stack *ret_stack;      /* time stamp for last schedule */      unsigned long long ftrace_timestamp;      /*      * Number of functions that haven't been traced      * because of depth overrun.      */      atomic_t trace_overrun;      /* Pause for the tracing */      atomic_t tracing_graph_pause;  #endif  #ifdef CONFIG_TRACING      /* state flags for use by tracers */      unsigned long trace;      /* bitmask of trace recursion */      unsigned long trace_recursion;  #endif /* CONFIG_TRACING */  

  9、進程地址空間 

[cpp] view plain copy     struct mm_struct *mm, *active_mm;  #ifdef CONFIG_COMPAT_BRK      unsigned brk_randomized:1;  #endif  #if defined(SPLIT_RSS_COUNTING)      struct task_rss_stat    rss_stat;  #endif  

    mm指向進程所擁有的內存描述符,而active_mm指向進程運行時所使用的內存描述符。對于普通進程而言,這兩個指針變量的值相同。但是,內核線程不擁有任何內存描述符,所以它們的mm成員總是為NULL。當內核線程得以運行時,它的active_mm成員被初始化為前一個運行進程的 active_mm值。

    brk_randomized的用法在http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/1104.1/00196.html上有介紹,用來確定對隨機堆內存的探測。

    rss_stat用來記錄緩沖信息。 

    10、判斷標志 

[cpp] view plain copy int exit_code, exit_signal;  int pdeath_signal;  /*  The signal sent when the parent dies  */  /* ??? */  unsigned int personality;  unsigned did_exec:1;  unsigned in_execve:1;   /* Tell the LSMs that the process is doing an              * execve */  unsigned in_iowait:1;      /* Revert to default priority/policy when forking */  unsigned sched_reset_on_fork:1;  

    exit_code用于設置進程的終止代號,這個值要么是_exit()或exit_group()系統調用參數(正常終止),要么是由內核提供的一個錯誤代號(異常終止)。

    exit_signal被置為-1時表示是某個線程組中的一員。只有當線程組的最后一個成員終止時,才會產生一個信號,以通知線程組的領頭進程的父進程。

    pdeath_signal用于判斷父進程終止時發送信號。

    personality用于處理不同的ABI,它的可能取值如下: 

[cpp] view plain copy enum {      PER_LINUX =     0x0000,      PER_LINUX_32BIT =   0x0000 | ADDR_LIMIT_32BIT,      PER_LINUX_FDPIC =   0x0000 | FDPIC_FUNCPTRS,      PER_SVR4 =      0x0001 | STICKY_TIMEOUTS | MMAP_PAGE_ZERO,      PER_SVR3 =      0x0002 | STICKY_TIMEOUTS | SHORT_INODE,      PER_SCOSVR3 =       0x0003 | STICKY_TIMEOUTS |                       WHOLE_SECONDS | SHORT_INODE,      PER_OSR5 =      0x0003 | STICKY_TIMEOUTS | WHOLE_SECONDS,      PER_WYSEV386 =      0x0004 | STICKY_TIMEOUTS | SHORT_INODE,      PER_ISCR4 =     0x0005 | STICKY_TIMEOUTS,      PER_BSD =       0x0006,      PER_SUNOS =     0x0006 | STICKY_TIMEOUTS,      PER_XENIX =     0x0007 | STICKY_TIMEOUTS | SHORT_INODE,      PER_LINUX32 =       0x0008,      PER_LINUX32_3GB =   0x0008 | ADDR_LIMIT_3GB,      PER_IRIX32 =        0x0009 | STICKY_TIMEOUTS,/* IRIX5 32-bit */      PER_IRIXN32 =       0x000a | STICKY_TIMEOUTS,/* IRIX6 new 32-bit */      PER_IRIX64 =        0x000b | STICKY_TIMEOUTS,/* IRIX6 64-bit */      PER_RISCOS =        0x000c,      PER_SOLARIS =       0x000d | STICKY_TIMEOUTS,      PER_UW7 =       0x000e | STICKY_TIMEOUTS | MMAP_PAGE_ZERO,      PER_OSF4 =      0x000f,          /* OSF/1 v4 */      PER_HPUX =      0x0010,      PER_MASK =      0x00ff,  };  

    did_exec用于記錄進程代碼是否被execve()函數所執行。

    in_execve用于通知LSM是否被do_execve()函數所調用。詳見補丁說明:http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/0901.1/00014.html。

    in_iowait用于判斷是否進行iowait計數。

    sched_reset_on_fork用于判斷是否恢復默認的優先級或調度策略。

    11、時間 

[cpp] view plain copy     cputime_t utime, stime, utimescaled, stimescaled;      cputime_t gtime;  #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING      cputime_t prev_utime, prev_stime;  #endif      unsigned long nvcsw, nivcsw; /* context switch counts */      struct timespec start_time;         /* monotonic time */      struct timespec real_start_time;    /* boot based time */      struct task_cputime cputime_expires;      struct list_head cpu_timers[3];  #ifdef CONFIG_DETECT_HUNG_TASK  /* hung task detection */      unsigned long last_switch_count;  #endif  

    utime/stime用于記錄進程在用戶態/內核態下所經過的節拍數(定時器)。prev_utime/prev_stime是先前的運行時間,請參考補丁說明http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/1003.3/02431.html。

    utimescaled/stimescaled也是用于記錄進程在用戶態/內核態的運行時間,但它們以處理器的頻率為刻度。

    gtime是以節拍計數的虛擬機運行時間(guest time)。

    nvcsw/nivcsw是自愿(voluntary)/非自愿(involuntary)上下文切換計數。last_switch_count是nvcsw和nivcsw的總和。

    start_time和real_start_time都是進程創建時間,real_start_time還包含了進程睡眠時間,常用于/proc/pid/stat,補丁說明請參考http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/0705.0/2094.html。

    cputime_expires用來統計進程或進程組被跟蹤的處理器時間,其中的三個成員對應著cpu_timers[3]的三個鏈表。

    12、信號處理 

[cpp] view plain copy /* signal handlers */      struct signal_struct *signal;      struct sighand_struct *sighand;        sigset_t blocked, real_blocked;      sigset_t saved_sigmask; /* restored if set_restore_sigmask() was used */      struct sigpending pending;        unsigned long sas_ss_sp;      size_t sas_ss_size;      int (*notifier)(void *priv);      void *notifier_data;      sigset_t *notifier_mask;  

    signal指向進程的信號描述符。

    sighand指向進程的信號處理程序描述符。

    blocked表示被阻塞信號的掩碼,real_blocked表示臨時掩碼。

    pending存放私有掛起信號的數據結構。

    sas_ss_sp是信號處理程序備用堆棧的地址,sas_ss_size表示堆棧的大小。

    設備驅動程序常用notifier指向的函數來阻塞進程的某些信號(notifier_mask是這些信號的位掩碼),notifier_data指的是notifier所指向的函數可能使用的數據。

    13、其他

    (1)、用于保護資源分配或釋放的自旋鎖 

[cpp] view plain copy /* Protection of (de-)allocation: mm, files, fs, tty, keyrings, mems_allowed,  * mempolicy */      spinlock_t alloc_lock;  

    (2)、進程描述符使用計數,被置為2時,表示進程描述符正在被使用而且其相應的進程處于活動狀態。 

[cpp] view plain copy atomic_t usage;  

    (3)、用于表示獲取大內核鎖的次數,如果進程未獲得過鎖,則置為-1。 

[cpp] view plain copy int lock_depth;     /* BKL lock depth */  

    (4)、在SMP上幫助實現無加鎖的進程切換(unlocked context switches) 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_SMP  #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW      int oncpu;  #endif  #endif  

    (5)、preempt_notifier結構體鏈表 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS      /* list of struct preempt_notifier: */      struct hlist_head preempt_notifiers;  #endif  

    (6)、FPU使用計數 

[cpp] view plain copy unsigned char fpu_counter;  

    (7)、blktrace是一個針對Linux內核中塊設備I/O層的跟蹤工具。 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE      unsigned int btrace_seq;  #endif  

    (8)、RCU同步原語 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU      int rcu_read_lock_nesting;      char rcu_read_unlock_special;      struct list_head rcu_node_entry;  #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */  #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU      struct rcu_node *rcu_blocked_node;  #endif /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */  #ifdef CONFIG_RCU_BOOST      struct rt_mutex *rcu_boost_mutex;  #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */  

    (9)、用于調度器統計進程的運行信息 

[cpp] view plain copy #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)      struct sched_info sched_info;  #endif  

    (10)、用于構建進程鏈表 

[cpp] view plain copy struct list_head tasks;  

    (11)、to limit pushing to one attempt 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_SMP      struct plist_node pushable_tasks;  #endif  

    補丁說明請參考:http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/0808.3/0503.html

    (12)、防止內核堆棧溢出 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR      /* Canary value for the -fstack-protector gcc feature */      unsigned long stack_canary;  #endif  

    在GCC編譯內核時,需要加上-fstack-protector選項。

    (13)、PID散列表和鏈表 

[cpp] view plain copy /* PID/PID hash table linkage. */  struct pid_link pids[PIDTYPE_MAX];  struct list_head thread_group; //線程組中所有進程的鏈表  

    (14)、do_fork函數 

[cpp] view plain copy struct completion *vfork_done;      /* for vfork() */  int __user *set_child_tid;      /* CLONE_CHILD_SETTID */  int __user *clear_child_tid;        /* CLONE_CHILD_CLEARTID */  

    在執行do_fork()時,如果給定特別標志,則vfork_done會指向一個特殊地址。

    如果copy_process函數的clone_flags參數的值被置為CLONE_CHILD_SETTID或 CLONE_CHILD_CLEARTID,則會把child_tidptr參數的值分別復制到set_child_tid和 clear_child_tid成員。這些標志說明必須改變子進程用戶態地址空間的child_tidptr所指向的變量的值。

    (15)、缺頁統計 

[cpp] view plain copy /* mm fault and swap info: this can arguably be seen as either mm-specific or thread-specific */      unsigned long min_flt, maj_flt;  

    (16)、進程權能 

[cpp] view plain copy const struct cred __rcu *real_cred; /* objective and real subjective task                  * credentials (COW) */  const struct cred __rcu *cred;  /* effective (overridable) subjective task                  * credentials (COW) */  struct cred *replacement_session_keyring; /* for KEYCTL_SESSION_TO_PARENT */  

    (17)、相應的程序名 

[cpp] view plain copy char comm[TASK_COMM_LEN];  

    (18)、文件 

[cpp] view plain copy /* file system info */      int link_count, total_link_count;  /* filesystem information */      struct fs_struct *fs;  /* open file information */      struct files_struct *files;  

    fs用來表示進程與文件系統的聯系,包括當前目錄和根目錄。

    files表示進程當前打開的文件。

    (19)、進程通信(SYSVIPC) 

[cpp] view plain copy #ifdef CONFIG_SYSVIPC  /* ipc stuff */      struct sysv_sem sysvsem;  #endif  

    (20)、處理器特有數據 

[cpp] view plain copy /* CPU-specific state of this task */      struct thread_struct thread;  

    (21)、命名空間 

[cpp] view plain copy /* namespaces */      struct nsproxy *nsproxy;  

    (22)、進程審計 

[cpp] view plain copy     struct audit_context *audit_context;  #ifdef CONFIG_AUDITSYSCALL      uid_t loginuid;      unsigned int sessionid;  #endif  

    (23)、secure computing 

[cpp] view plain copyseccomp_t seccomp;  

    (24)、用于copy_process函數使用CLONE_PARENT 標記時 

[cpp] view plain copy/* Thread group tracking */      u32 parent_exec_id;      u32 self_exec_id;  

    (25)、中斷 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_GENERIC_HARDIRQS      /* IRQ handler threads */      struct irqaction *irqaction;  #endif  #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS      unsigned int irq_events;      unsigned long hardirq_enable_ip;      unsigned long hardirq_disable_ip;      unsigned int hardirq_enable_event;      unsigned int hardirq_disable_event;      int hardirqs_enabled;      int hardirq_context;      unsigned long softirq_disable_ip;      unsigned long softirq_enable_ip;      unsigned int softirq_disable_event;      unsigned int softirq_enable_event;      int softirqs_enabled;      int softirq_context;  #endif  

    (26)、task_rq_lock函數所使用的鎖 

[cpp] view plain copy/* Protection of the PI data structures: */  raw_spinlock_t pi_lock;  

    (27)、基于PI協議的等待互斥鎖,其中PI指的是priority inheritance(優先級繼承) 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_RT_MUTEXES      /* PI waiters blocked on a rt_mutex held by this task */      struct plist_head pi_waiters;      /* Deadlock detection and priority inheritance handling */      struct rt_mutex_waiter *pi_blocked_on;  #endif  

    (28)、死鎖檢測 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES      /* mutex deadlock detection */      struct mutex_waiter *blocked_on;  #endif  

    (29)、lockdep,參見內核說明文檔linux-2.6.38.8/Documentation/lockdep-design.txt 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_LOCKDEP  # define MAX_LOCK_DEPTH 48UL      u64 curr_chain_key;      int lockdep_depth;      unsigned int lockdep_recursion;      struct held_lock held_locks[MAX_LOCK_DEPTH];      gfp_t lockdep_reclaim_gfp;  #endif  

    (30)、JFS文件系統 

[cpp] view plain copy/* journalling filesystem info */      void *journal_info;  

    (31)、塊設備鏈表 

[cpp] view plain copy/* stacked block device info */      struct bio_list *bio_list;  

    (32)、內存回收 

[cpp] view plain copystruct reclaim_state *reclaim_state;  

    (33)、存放塊設備I/O數據流量信息

[cpp] view plain copystruct backing_dev_info *backing_dev_info;  

    (34)、I/O調度器所使用的信息 

[cpp] view plain copystruct io_context *io_context;  

    (35)、記錄進程的I/O計數 

[cpp] view plain copystruct task_io_accounting ioac;  if defined(CONFIG_TASK_XACCT)  u64 acct_rss_mem1;  /* accumulated rss usage */  u64 acct_vm_mem1;   /* accumulated virtual memory usage */  cputime_t acct_timexpd; /* stime + utime since last update */  endif  

    在Ubuntu 11.04上,執行cat獲得進程1的I/O計數如下: 

[cpp] view plain copy$ sudo cat /proc/1/io  [cpp] view plain copyrchar: 164258906  wchar: 455212837  syscr: 388847  syscw: 92563  read_bytes: 439251968  write_bytes: 14143488  cancelled_write_bytes: 2134016  

    輸出的數據項剛好是task_io_accounting結構體的所有成員。

    (36)、CPUSET功能 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_CPUSETS      nodemask_t mems_allowed;    /* Protected by alloc_lock */      int mems_allowed_change_disable;      int cpuset_mem_spread_rotor;      int cpuset_slab_spread_rotor;  #endif  

    (37)、Control Groups 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_CGROUPS      /* Control Group info protected by css_set_lock */      struct css_set __rcu *cgroups;      /* cg_list protected by css_set_lock and tsk->alloc_lock */      struct list_head cg_list;  #endif  #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR /* memcg uses this to do batch job */      struct memcg_batch_info {          int do_batch;   /* incremented when batch uncharge started */          struct mem_cgroup *memcg; /* target memcg of uncharge */          unsigned long bytes;        /* uncharged usage */          unsigned long memsw_bytes; /* uncharged mem+swap usage */      } memcg_batch;  #endif  

    (38)、futex同步機制 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_FUTEX      struct robust_list_head __user *robust_list;  #ifdef CONFIG_COMPAT      struct compat_robust_list_head __user *compat_robust_list;  #endif      struct list_head pi_state_list;      struct futex_pi_state *pi_state_cache;  #endif  

    (39)、非一致內存訪問(NUMA  Non-Uniform Memory Access) 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_NUMA      struct mempolicy *mempolicy;    /* Protected by alloc_lock */      short il_next;  #endif  

    (40)、文件系統互斥資源 

[cpp] view plain copyatomic_t fs_excl;   /* holding fs exclusive resources */  

    (41)、RCU鏈表 

[cpp] view plain copystruct rcu_head rcu;  

    (42)、管道 

[cpp] view plain copystruct pipe_inode_info *splice_pipe;  

    (43)、延遲計數 

[cpp] view plain copy#ifdef  CONFIG_TASK_DELAY_ACCT      struct task_delay_info *delays;  #endif  

    (44)、fault injection,參考內核說明文件linux-2.6.38.8/Documentation/fault-injection/fault-injection.txt 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION      int make_it_fail;  #endif  

    (45)、FLoating proportions 

[cpp] view plain copystruct prop_local_single dirties;  

    (46)、Infrastructure for displayinglatency 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_LATENCYTOP      int latency_record_count;      struct latency_record latency_record[LT_SAVECOUNT];  #endif  

    (47)、time slack values,常用于poll和select函數 

[cpp] view plain copyunsigned long timer_slack_ns;  unsigned long default_timer_slack_ns;  

    (48)、socket控制消息(control message) 

[cpp] view plain copystruct list_head    *scm_work_list;  

    (49)、ftrace跟蹤器 

[cpp] view plain copy#ifdef CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER      /* Index of current stored address in ret_stack */      int curr_ret_stack;      /* Stack of return addresses for return function tracing */      struct ftrace_ret_stack *ret_stack;      /* time stamp for last schedule */      unsigned long long ftrace_timestamp;      /*      * Number of functions that haven't been traced      * because of depth overrun.      */      atomic_t trace_overrun;      /* Pause for the tracing */      atomic_t tracing_graph_pause;  #endif  #ifdef CONFIG_TRACING      /* state flags for use by tracers */      unsigned long trace;      /* bitmask of trace recursion */      unsigned long trace_recursion;  #endif /* CONFIG_TRACING */  
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