Linux内核API之进程管理 ======================== 数据结构 ------------ :: enum pid_type { PIDTYPE_PID, //进程的进程号 PIDTYPE_PGID, //进程组领头进程的进程号 PIDTYPE_SID, //会话领头进程的进程号 PIDTYPE_MAX }; :: struct pid_namespace { struct kref kref; //引用计数器，进程每引用一次加1 struct pidmap pidmap[PIDMAP_ENTRIES]; //记录当前系统的PID使用情况 struct rcu_head rcu; int last_pid; //记录上一次分配给进程的PID值 unsigned int nr_hashed; struct task_struct *child_reaper; //保存指向该进程的task_struct值 struct kmem_cache *pid_cachep; //指向该进程的cache中分配的空间 unsigned int level; //表示当前命名空间在命名空间层次结构中的深度 struct pid_namespace *parent; //指向父命名空间的指针 #ifdef CONFIG_RPOC_FS struct vfsmount *proc_self; struct dentry *proc_self; struct dentry *proc_thread_self; #endif #ifdef CONFIG_BSD_PROCESS_ACCT struct bsd_acct_struct *bacct; #endif struct user_namespace *user_ns; struct work_struct proc_work; kgid_t pid_gid; int hide_pid; int reboot; struct ns_common ns; }; :: struct pid { atomic_t count; //使用此进程的任务数量 unsigned int level; struct hlist_head tasks[PIDTYPE_MAX]; struct upid numbers[1]; }; :: struct mm_struct { struct vm_area_struct *mmap; //指向线性区对象的链表头 struct rb_root mm_rb; u32 vmacache_seqnum; //每一个进程的vmacache大小 #ifdef CONFIG_MMU //在进程地址空间中搜索有效线性地址区间的方法 unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *filp, unsigned long addr, unsigned long len, unsigned long pgoff, unsigned long flags); #endif unsigned long mmap_base; //标识第一个分配的匿名线性区或文件内存映射的线性地址 unsigned long mmap_legacy_base; //mmap区域自下而上的分配区 unsigned long task_size; //在vm空间任务大小 unsigned long highest_vm_end; //最大vma的结束地址 pgd_t *pgd; //指向页全局目录 atomic_t mm_users; //次使用计数器 atomic_t mm_count; //主使用计数器 atomic_long_t nr_ptes; //页表所在的页地址 int map_count; //线性区vma的个数 spinlock_t page_table_lock; //线性区的自旋锁 struct rw_semaphore mmap_sem; //线性区的读写信号量 struct list_head mmlist; //指向内存描述符链表中的相邻元素 unsigned long hiwater_rss; unsigned long hiwater_vm; /*total_vm指进程地址空间的大小(页数)，locked_vm指锁住而不能换出的页的个数 shared_vm值共享文件内存映射中的页数，exec_vm指可执行内存映射中的页数*/ unsigned long total_vm, locked_vm, pinned_vm, shared_vm, exec_vm; //stack_vm指用户堆栈中的页数 unsigned long stack_vm, def_flags; //start_code指可执行代码的起始地址，end_code指可执行代码的最后地址， //start_data指已初始化数据的地址，end_data指已初始化数据的最后地址 unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data; //start_brk指堆的起始地址，brk指堆的当前最后地址，start_stack指用于堆栈的起始地址 unsigned long start_brk, brk, start_stack; //命令行参数起止地址，环境变量的起止地址 unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end; unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; //开始执行ELF程序时使用 struct mm_rss_stat rss_stat; struct linux_binfmt *binfmt; cpumask_var_t cpu_vm_mask_var; mm_context_t context; //mm上下文 unsigned long flags; struct core_state *core_state; #ifdef CONFIG_AIO spinlock_t ioctx_lock; struct kioctx_tabl __rcu *ioctx_table; #endif #ifdef CONFIG_MEMCG struct task_struct __rcu *owner; #endif struct file *exe_file; #ifdef CONFIG_MMU_NOTIFIER struct mmu_notifier_mm *mmu_notifier_mm; #endif } 函数接口 ---------- - __task_pid_nr_ns 此函数用于获取进程的进程号，此进程应满足如下约束条件 1. 如果参数type不等于PIDTYPE_PID,则参数task用其所属任务组中的第一个任务赋值，否则保持task不变 2. 此进程是参数task任务描述符中的进程 3. 保证进程进程描述符pid_namespace和参数ns相同 :: #include /* * task: 保存任务的基本信息 * type: pid类型 * ns: 对进程命名空间信息的描述 * return: 返回符合条件的进程的进程号 */ pid_t __task_pid_nr_ns(struct task_struct *task, enum pid_type type, struct pid_namespace *ns) 测试代码 :: static int __init __task_pid_nr_ns_init(void) { //获取当前进程的进程描述符 struct pid *kpid = find_get_pid(current->pid); //获取进程所属任务的任务描述符 struct task_struct *task = pid_task(kpid, PIDTYPE_PID); //获取任务对应进程的进程描述符 pid_t ret = __task_pid_nr_ns(task, PIDTYPE_PID, kpid->numbers[kpid->level].ns); printk("the pid of find_get_pid is : %d\n", kpid->numbers[kpid->level].nr); printk("the result of the __task_pid_nr_ns is : %d\n", ret); } - find_get_pid 该函数根据提供的进程号获取对应的进程描述符，并使进程描述符中的字段count的值加1，即此进程的用户数加1 :: #include /* * nr: 进程对应的进程号 * return: 返回与提供的进程号对应的进程描述符 */ struct pid *find_get_pid(int nr) - find_pid_ns 该函数获取进程的进程描述符，此进程应满足如下约束条件 1. 进程的进程号和参数nr相同 2. 保证进程描述符的pid_namespace和参数ns相同 :: #include /* * nr: 进程描述符对应的进程号 * ns: 进程命名空间信息描述 * return: 保存符合条件的进程描述符信息 */ struct pid *find_pid_ns(int nr, struct pid_namespace *ns) 测试代码 :: static int __init find_pid_ns_init(void) { //获取当前进程的描述符 struct pid *kpid = find_get_pid(current->pid); //获取进程的描述符 struct pid *fpid = find_pid_ns(kpid->numbers[kpid->level].nr, kpid->numbers[kpid->level].ns); printk("the find_pid_ns result's count is: %d\n", fpid->count); printk("the find_pid_ns result's level is: %d\n", fpid->level); printk("the find_pid_ns result's pid is: %d\n", fpid->numbers[fpid->level].nr); printk("the pid of current thread is: %d\n", current->pid); } - find_vpid 此函数根据提供的局部进程号获取对应的进程描述符 :: #include /* * nr: 进程对应的局部进程号，一般与进程号相同 * return: 返回进程描述符信息 */ struct pid *find_vpid(int nr) - get_task_mm 此函数根据提供的任务描述符信息，获取其对应的内存信息 :: #include /* * task:　进程的任务描述符信息 * return: 返回任务描述符对应的内存信息 */ struct mm_struct *get_task_mm(struct task_struct *task) 测试代码 :: static int __init get_task_mm_init(void) { //获取当前进程的描述符信息　 struct pid *kpid = find_get_pid(current->pid); //获取进程任务描述符信息 struct task_struct *task = pid_task(kpid, PIDTYPE_PID); //获取任务的内存描述符 struct mm_struct *mm_task = get_task_mm(task); printk("the mm_users of the mm_struct is: %d\n", mm_task->mm_users); printk("the mm_count of the mm_struct is: %d\n", mm_task->mm_count); printk("the tgid of the mm_struct is: %d\n", mm_task->owner->tgid); } - ns_of_pid 此函数用于获取进程的命名空间信息 :: #include /* * pid: 进程描述符 * return: 返回进程命名空间信息 */ static inline struct pid_namespace *ns_of_pid(struct pid *pid) - pid_task 此函数用于获取任务的任务描述符信息，此任务在进程pid的使用链表中，并且搜索的链表的起始元素的下标为参数type的值 :: #include /* * pid: 进程描述符 * pid_type: pid类型 * return: 返回任务描述 */ struct task_struct *pid_task(struct pid *pid, enum pid_type)