1.2.1　进程属性：关键元素

进程属性定义了一个进程的所有关键特征和基本特征。这些元素包含进程的状态和标识以及其他重要的键值。

1．状态

一个进程从其产生之时起直至退出就一直处于不同的状态中，称为进程状态——它们定义了进程的当前状态。

● TASK_RUNNING (0)：任务正在执行或在调度器运行队列中争抢CPU。

● TASK_INTERRUPTIBLE (1)：任务处于可中断的等待状态；它仍然处于等待状态，直到所等待的条件变为真，例如互斥锁可用、I/O准备好的设备、睡眠时间超时，或者是一个专属的唤醒调用。在这个等待状态中，为进程生成的任何信号都被传递，使得等待条件被满足前唤醒进程。

● TASK_KILLABLE：这与TASK_INTERRUPTIBLE类似，不同之处在于中断只能发生在致命信号上，这使它成为TASK_INTERRUPTIBLE以外更好的选择。

● TASK_UNINTERRUPTIBLE (2)：任务处于不可中断的等待状态，类似于TASK_ INTERRUPTIBLE，但是产生信号给这种睡眠进程不会导致其被唤醒。当它正在等待的事件发生时，进程才转换为TASK_RUNNING状态。该进程状态很少使用。

● TASK_STOPPED (4)：该任务已经收到停止（STOP）信号。在接收到继续信号（SIGCONT）后，它会回到运行状态。

● TASK_TRACED (8)：当一个进程可能正在被一个调试器仔细检查，便可认为它处于跟踪状态。

● EXIT_ZOMBIE (32)：该进程已经被终止，但它的资源尚未回收。

● EXIT_DEAD (16)：父进程使用wait方法收集子进程的退出状态后，子进程将终止，并且释放它所持有的所有资源。

图1-5描述了进程状态。

图1-5

2．pid

该字段保存了进程唯一的标识符，称为 PID。Linux中的PID是pid_t（整数）类型。虽然PID是一个整数，但通过/proc/sys/kernel/pid_max接口指定的默认最大值只有32 768。该文件中的值可以设置为任何值，最高可达222（PID_MAX_LIMIT，约为400万）。

为了管理 PID，内核使用了位图。该位图允许内核跟踪PID的使用情况，并且可以为新进程分配唯一的PID。每个PID都是由PID位图中的一个位来标识的；PID的值是根据其对应位的位置来确定的。在位图中，值为1的位表示正在使用相应的PID，值为0的位表示空闲的PID。每当内核需要分配一个唯一的PID时，它就会查找第一个未被设置的位并将其设置为1，相反地，释放一个PID时，它会将相应的位从1设置为0。

3．tgid

该字段保存了线程组id。为了便于理解，假设创建了一个新进程，它的PID和TGID是相同的，因为进程恰好是唯一的线程。当进程产生一个新的线程时，新的子进程将获得唯一的PID，但是继承了父线程的TGID，因为它属于同一个线程组。TGID主要用于支持多线程进程。我们将在本章后面的线程部分深入了解。

4．thread info

该字段保存了处理器特定的状态信息，并且它是任务结构体的关键元素。本章后文会包含有关thread_info的重要细节。

5．flags

该标志字段记录了进程相应的各种属性。该字段中的每一位对应于一个进程生命周期中的各个阶段。每个进程标志定义在<linux/sched.h>中。

#define PF_EXITING           /* getting shut down */
#define PF_EXITPIDONE        /* pi exit done on shut down */
#define PF_VCPU              /* I'm a virtual CPU */
#define PF_WQ_WORKER         /* I'm a workqueue worker */
#define PF_FORKNOEXEC        /* forked but didn't exec */
#define PF_MCE_PROCESS       /* process policy on mce errors */
#define PF_SUPERPRIV         /* used super-user privileges */
#define PF_DUMPCORE          /* dumped core */
#define PF_SIGNALED          /* killed by a signal */
#define PF_MEMALLOC          /* Allocating memory */
#define PF_NPROC_EXCEEDED    /* set_user noticed that RLIMIT_NPROC was exceeded */
#define PF_USED_MATH         /* if unset the fpu must be initialized before use */
#define PF_USED_ASYNC       /* used async_schedule*(), used by module init */
#define PF_NOFREEZE         /* this thread should not be frozen */
#define PF_FROZEN           /* frozen for system suspend */
#define PF_FSTRANS          /* inside a filesystem transaction */
#define PF_KSWAPD           /* I am kswapd */
#define PF_MEMALLOC_NOIO0   /* Allocating memory without IO involved */
#define PF_LESS_THROTTLE    /* Throttle me less: I clean memory */
#define PF_KTHREAD          /* I am a kernel thread */
#define PF_RANDOMIZE        /* randomize virtual address space */
#define PF_SWAPWRITE        /* Allowed to write to swap */
#define PF_NO_SETAFFINITY   /* Userland is not allowed to meddle with cpus_allowed */
#define PF_MCE_EARLY        /* Early kill for mce process policy */
#define PF_MUTEX_TESTER     /* Thread belongs to the rt mutex tester */
#define PF_FREEZER_SKIP     /* Freezer should not count it as freezable */
#define PF_SUSPEND_TASK     /* this thread called freeze_processes and should not be 
frozen */

6．exit_code和exit_signal

这些字段保存了任务的退出值和导致终止的信号的详细信息。这些字段将由父进程在子进程终止时通过wait()访问。

7．comm

该字段保存了用于启动进程的二进制可执行文件的名称。

8．ptrace

当使用ptrace()系统调用使进程转为跟踪模式时，将启用并设置该字段。