图说Linux进程之三

图说Linux进程

图说Linux进程之二

五、计算机体系结构相关数据

在task_struct里面有一个thread_info

为什么需要单独的这个数据结构呢？因为不同的体系结构可能会有不同的实现。

从代码可以看出不同的体系结构有不同的实现。

在thread_info里面有一个指针指向task_struct。

这个指针有什么用的，当一个用户态的进程进入到内核的时候，如何找到对应的task_struct呢？

一般是从当前CPU的一个寄存器里面，通过函数current_thread_info得到在内核态里面的thread_info的地址，然后就可以通过指针找到task_struct了。

六、进程树

task_struct中有一系列指针是用来维护进程树的。

parent指向的是一个进程的原来的父进程，real_parent指向的是进程的当前的父进程，这两个值大多数情况下是一致的。

但是有一种情况下不一致，就是在一个进程被Debug的时候，这个时候GDB就变成了当前的父进程。

父进程有一个children指针指向子进程的列表，里面有两个指针，一个指头，一个指尾。

同一个层次的进程通过sibing链表串起来。

七、进程的资源管理

一个进程是一系列资源的集合，主要有哪些资源呢？

一个是files，指向这个进程打开的所有的文件，具体可参考Linux的虚拟文件系统VFS。

一个是fs，指向文件系统相关的信息，例如进程的当前目录等，也可参考上面的那篇文章。

一个是sighand，指向用于处理信号的signal handler

一个是mm，指向这个进程的内存。

八、fork创建子进程

通过调用系统调用fork可以创建另一个进程。

会在内核里面调用_do_fork

里面会调用

p = copy_process(clone_flags, stack_start, stack_size, child_tidptr, NULL, trace, tls, NUMA_NO_NODE);

里面有

p = dup_task_struct(current, node);

retval = copy_creds(p, clone_flags);

cgroup_fork(p);

retval = copy_files(clone_flags, p);

retval = copy_fs(clone_flags, p);

retval = copy_sighand(clone_flags, p);

retval = copy_signal(clone_flags, p);

retval = copy_mm(clone_flags, p);

retval = copy_namespaces(clone_flags, p);

retval = copy_io(clone_flags, p);

retval = copy_thread_tls(clone_flags, stack_start, stack_size, p, tls);

pid = alloc_pid(p->nsproxy->pid_ns_for_children);

子进程有独立的task_struct结构，有自己的PID，在fork的当下，代码段是和父进程是一样的，一般会被exec系列函数重新加载新的代码段，数据段和栈是新创建的，采取的copy on write的模式。

上面提到的四个数据结构，都是完全拷贝一份的。

九、pthread_create创建新线程

新的线程和原来的线程是共享进程空间的，因而调用__clone函数。

在内核中调用sys_clone函数，但是会设定以下的flag

CLONE_VM，则子线程和父线程共享虚拟内存

CLONE_FILES，共享files

CLONE_FS，共享fs

CLONE_SIGHAND，共享sighand。