linux多线程编译 Linux标识进程(3)

struct pid

{

atomic_t count;

unsigned int level;

struct hlist_head tasks[PIDTYPE_MAX];

struct rcu_head rcu;

struct upid numbers[1];

};

虽然其名字是pid，不过实际上这个数据结构抽象了不仅仅是一个thread ID或者process ID，实际上还包括了进程组ID和session ID。由于多个task struct会共享pid（例如一个session中的所有的task struct都会指向同一个表示该session ID的struct pid数据对象），因此存在count这样的成员也就不奇怪了，表示该数据对象的引用计数。

在了解了pid namespace hierarchy之后，level成员也不难理解，任何一个系统分配的PID都是隶属于某一个namespace的，而这个namespace又是位于整个pid namespace hierarchy的某个层次上，pid->level指明了该PID所属的namespace的level。由于pid对其parent pid namespace也是可见的，因此，这个level值其实也就表示了这个pid对象在多少个pid namespace中可见。

在多少个pid namespace中可见，就会有多少个（pid namespace，pid number）对，numbers就是这样的一个数组，表示了在各个level上的pid number。tasks成员和使用该struct pid的task们关联，我们在下一节描述。

3、进程描述符中如何体现tid、pid、sid、pgid？

由于多个task共享ID（泛指上面说的四种ID），因此在设计数据结构的时候我们要考虑两种情况：

（1）从task struct快速找到对应的struct pid

（2）从struct pid能够遍历所有使用该pid的task

在这样的要求下，我们设计了一个辅助数据结构：

struct pid_link

{

struct hlist_node node;

struct pid *pid;

};

其中node是将task串接到struct pid的task struct链表中的节点，而pid指向具体的struct pid。这时候，我们可以在task struct中嵌入一个pid_link的数组：

struct task_struct {

……

struct pid_link pids[PIDTYPE_MAX];

……

}

Task struct中的pids成员是一个数组，分别表示该task的tid（pid）、pgid和sid。我们定义pid的类型如下：

enum pid_type

{

PIDTYPE_PID,

PIDTYPE_PGID,

PIDTYPE_SID,

PIDTYPE_MAX

};

一直以来我们都是说四种type，tid、pid、sid、pgid，为何这里少定义一种呢？其实开始版本的内核的确是定义了四种type的pid，但是后来为了节省内存，tid和pid合二为一了。OK，现在已经引入太多的数据结构，下面我们用一幅图片来描述数据结构之间的关系：

对于一个进程中的多个线程而言，每一个线程都可以通过task->pids[PIDTYPE_PID].pid找到该线程对应的表示thread ID的那个struct pid数据对象。当然，任何一个线程都有其所属的进程，也就是有表示其process id的那个struct pid数据对象。如何找到它呢？这需要一个桥梁，也就是task struct中定义的thread group 成员（task->group_leader），通过该指针，一个线程总是很容易的找到其对应的线程组leader，而线程组leader对应的pid就是该线程的process ID。因此，对于一个线程，其task->group_leader->pids[PIDTYPE_PID].pid就指向了表示其process id的那个struct pid数据对象。当然，对于线程组leader，其thread ID和process ID的struct pid数据对象是一个实体，对于非线程组leader的那些普通线程，其thread ID和process ID的struct pid数据对象指向不同的实体。

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