Linux进程状态详解

时间:2022-09-08 20:33:09
以下部分的代码示例,来自于Linux内核的0.11版本源码
在定义进程的数据结构task_struct时,有一个state字段是用来表示进程状态的,这里总结了下关于state字段的操作
关于进程的几个状态值在sched.h中定义如下 #define TASK_RUNNING                 0#define TASK_INTERRUPTIBLE     1#define TASK_UNINTERRUPTIBLE               2#define TASK_ZOMBIE                    3#define TASK_STOPPED                  4 在Linus对state的注释中,是这样写的,state<0为不可运行状态(可能是初始化时的值,后面将讨论)、state=0为运行状态(就绪也属于此状态)、state>0为进程停止运行状态(不论是进程正处于睡眠或是已经退出终止了)
下面讨论对state的字段修改是在哪些地方
[进程初始化时的state字段修改] 首先当一个进程被创建的时候,它的状态是TASK_UNINTERRUPTIBLE;因为这时它的数据都是从父进程赋值而来的,还没有设置成自己进程的数据。           *p = *current;        /* NOTE! this doesn't copy the supervisor stack */                 p->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE; 当进程数据设置完成后,进程变为可运行状态 p->state = TASK_RUNNING;            /* do this last, just in case */以上者两部分代码都是来自fork.c的copy_process函数。在最后设置好了新建进程的state字段后,copy_process函数返回。
[进程退出时的状态设置]当进程退出的时候,state字段被设置为TASK_ZOMBIE,在exit.c的do_exit函数中,对当前退出的进程,将其状态设置成TASK_ZOMBIE.                current->state = TASK_ZOMBIE;                current->exit_code = code;                tell_father(current->father);                schedule();                 return (-1);
[父进程等待子进程结束时的状态设置]调用waitpid(exit.c文件中)时,挂起调用的进程,直到指定pid的子进程退出或终止或者收到要求终止该进程的信号。。。在waitpid函数的最后,有一条语句如下if (flag) {                                 if (options & WNOHANG)                                                 return 0;                                current->state=TASK_INTERRUPTIBLE;                                schedule();这里的flag=1表示指定等待的pid的进程既没有终止也不处于僵死状态。所以,这里将当前等待的进程设置成可中断的睡眠状态。并且重新进行进程调度
[进程调度修改进程的状态]在sched.c的schedule函数中if (((*p)->signal & ~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)) &&                                                (*p)->state==TASK_INTERRUPTIBLE)                                                                (*p)->state=TASK_RUNNING;当进程等待的事件发生时,将进程的状态设置成可运行的状态
[通过系统调用将进程暂停]但通过系统调用将进程暂停时,进程的状态被设置成可中断的睡眠状态,然后重新进行进程调度。具体代码如下(sched.c的sys_pause函数)int sys_pause(void ){                current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;                schedule();                 return 0;}
[进程进入不可中断睡眠状态]当进程进入睡眠时,将进程设置为不可中断的睡眠状态。直到明确地唤醒才会返回。代码如下(sched.c的sleep_on函数)。这里的参数*p是放置等待任务的队列头指针,针对某一资源的等待队列void sleep_on(struct task_struct **p){                 struct task_struct *tmp;
                 if (!p)                                 return ;                 if (current == &(init_task.task))                                panic( "task[0] trying to sleep" ); //进程0不能陷入睡眠                tmp = *p;                *p = current;                current->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE; //将进程状态设为不可中断状态                schedule();  //重新进程调度             //只有当这个等待的任务被唤醒时,调度程序才会返回到这里,因此这里再次将进程的状态设为0,也就是可运行状态 。既然是都在等待这个资               //源  ,那么在资源可用时,就有必要将所有等待该资源的进程唤醒。这个函数嵌套调用,将等待该资源的所有进程唤醒          if (tmp)                        tmp->state=0;  }

[进程进入可中断的睡眠状态]将当前进程设置为可中断的等待状态,并放入由*p指定的等待队列中。代码如下void interruptible_sleep_on(struct task_struct **p){                 struct task_struct *tmp;
                 if (!p)                                 return ;                 if (current == &(init_task.task))                                panic( "task[0] trying to sleep" );   //进程0不能进入睡眠                tmp=*p;                *p=current;   //将进程放入等待队列中repeat:    current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;   //设置进程状态                schedule();   //重新对进程做调度          //个人对这剩下的部分不是特别理解                 if (*p && *p != current) {  //调度程序回到这里说明这个进程被唤醒。但如果这里等待队列中还有进程且p指向的不是当前进程,那么说                                                                 //明当前进程放入等待队列后,又有其它进程被放入等待队列中。将这些进程都设为可运行                                (**p).state=0;                                 goto repeat;                }                *p=NULL;                     if (tmp)                                tmp->state=0;}
[进程的唤醒]将等待队列中的进程唤醒,设置进程的状态为可运行的。代码如下(sched.c的wake_up函数)void wake_up(struct task_struct **p){                 if (p && *p) {                                (**p).state=0;                                *p=NULL;                }}