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3. 进程标识task_struct(include/linux/sched.h)
Linux是一个多任务的操作系统，在多任务操作系统中每一个进程都由一个PCB程序控
制块来标识在Linux中PCB实际上是一个名为task_struct的结构体。
task_struct有上百个域，主要包括了10个方面的信息：1.进程状态；2.调度信息，
如调度策略，优先级，时间片，交互值等；3.进程的通讯状况；4.进程树中的父子兄
弟的指针；5.时间信息，如睡眠时间，上一次发生调度时间等；6.标号，决定该进程
归属；7.打开的一些文件信息；8.进程上下文和内核上下文；9.处理器上下文；10.
内存信息。
由于task_struct结构体比较复杂，因此我们只注意它与进程调度相关的重要部分。

(1) volatile long state
进程所处的状态。在include/linux/sched.h中包含6种状态：
#define TASK_RUNNING                    0
#define TASK_INTERRUPTIBLE              1
#define TASK_UNINTERRUPTIBLE    2
#define TASK_STOPPED                    4
#define TASK_ZOMBIE                     8
#define TASK_DEAD                               16
新增的TASK_DEAD是表示已经退出且不需父进程回收的进程的状态。
(2) struct thread_info *thread_info
当前进程运行的一些环境信息。其中有两个结构成员非常重要，与调度密切相关：
__s32                   preempt_count;
unsigned long           flags;
preempt_count是用来表示内核能否被抢占的使能成员。如果它大于0，表示内核不能
被抢占；如果等于0，则表示内核处于安全状态（即没有加锁），可以抢占。
flags里面有一个TIF_NEED_RESCHED位，它和Kernel 2.4中need_resched作用一样。
如果此标志位为1，则表示应该尽快启动调度器。
(3) int prio, static_prio
prio是进程的动态优先级，相当于Kernel2.4中用goodness()函数计算出来的结果；
在Kernel2.6 中不再是由调度器统一计算，而是独立计算；prio的计算和许多因素有
关，详见"进程优先级的计算"一节。
static_prio则是进程的静态优先级，与nice意义相同。nice的取值仍然是-20 ~ 19
，数值越小，进程优先级越高。
kernel/sched.c中定义了两个宏来完成将nice转换到prio的取值区间和将prioity转
换到nice取值区间。
#define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
#define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
可见prioity和nice的关系是：
priority = MAX_RT_PRIO+nice+20

(4) struct list_head run_list
前面提到过，就绪进程都是按照优先级进行排列，prio_array中的queue[MAX_PRIO]
存放的是指向每个优先级队列的链头list_head；而同一优先级的进程则是通过run_list
链接在一起。
include/linux/list.h定义了一种抽象的双向链表struct list_head，通过它可以将
任意类型的结构体链接到一起。task_struct也是通过这种方式链接起来的。
(5) prio_array_t *array
指向当前CPU的active array的指针。在进程控制块里面又加了一个指向active array
的指针，看似重复，其实不然。比如说对于下面的代码（kernel/sched.c）：
array = next-&gt;array;
                dequeue_task(next, array);
                recalc_task_prio(next, next-&gt;timestamp + delta);
                enqueue_task(next, array);
对于单处理器（UP）的情况，我们确实可以通过runqueue::active直接得到当前的active
 array；但是对于SMP，就不是这样了，需要引用next的thread_info，再依靠thread_info
中的cpu找到next所在的处理器，找到以后再找到这个cpu上的runqueue，最后得到active
。对于schedule这样频繁调用的函数，这种浪费是不能容忍的。
(6) unsigned long sleep_avg
进程的平均等待时间，单位是纳秒（nanosecond），在0 ~ NS_MAX_SLEEP_AVG范围内
。它的实质是进程等待时间和运行时间的差值。当进程处于等待或者睡眠状态时，该
值变大；当进程运行时，该值变小。
sleep_avg是Kernel 2.6中衡量进程的一个关键指标，它既可以用来衡量进程的交互
程度，也可以用来衡量进程的紧急程度。具体内容将在"平均等待时间sleep_avg"一
节作详细介绍。
(7) long interactive_credit
表示进程交互程度，取值范围在-CREDIT_LIMIT ~ CREDIT_LIMIT+1之间。进程创建的
时候值为1，以后根据不同的情况进行不同的增1、减1；如果一个进程的
interactive_credit
超过CREDIT_LIMIT之后，这个进程就会被认为是交互式进程，同时interactive_credit
的值也就不再改变了（恒为CREDIT_LIMIT+1）。下面将在"交互进程优化"一节详细介
绍。
(8) unsigned long long timestamp
进程发生调度的时间，单位和sleep_avg一样，也是纳秒。它负责纪录以下四种情况
的时间：
a. 进程被唤醒的时间：
在activate_task()（kernel/sched.c）中记录（p-&gt;timestamp = now）。
b. 进程被切换到expired array的时间：
在schedule()（kernel/sched.c）中记录，当准备进行进程切换的时候，记录下该进
程被切换到expired array的时间（prev-&gt;timestamp = now）。
c. 进程被切换到active array的时间：
在schedule()（kernel/sched.c）中记录，进行进程切换的开始，记录下下一个进程
被切换到active array的时间（next-&gt;timestamp = now）。
d. 负载均衡相关的赋值
在进行负载均衡的时候，当把一个进程从其他CPU上pull过来的时候需要将该进程的
timestamp设成sched_clock() - (src_rq-&gt;timestamp_last_tick - p-&gt;timestamp)
，即相对于本CPU被切换下来的时间。
(9) int activated
表示该进程被唤醒的类别：
actived=-1      表示该进程并非自愿sleep，其先前状态是TASK_UNINTERRUPTIBLE。在
try_to_wake_up
()中设置。
actived=0               缺省值，表示进程本来就是处于就绪状态。
actived=1               进程先前状态是TASK_INTERRUPTIBLE，但是不是由中断唤醒；这
样的进
程在第一次运行时有credit，以后就没有了。在activate_task()中设置。
actived=2               进程先前状态是TASK_INTERRUPTIBLE，进程被中断唤醒。这样的
进程非
常像交互式进程。在activate_task()中设置。
(10) unsigned long policy
进程的调度策略和2.4一样，有以下几种：
SCHED_FIFO              先进先出式调度，除非有更高优先级进程申请运行，否则该进程
将保持运行至退出才让出CPU
SCHED_RR                轮转式调度，该进程被调度下来后将被置于运行队列的末尾，以
保证其他实时进程有机会运行）
SCHED_OTHER     常规的分时调度策略
(11) unsigned int time_slice, first_time_slice
ime_slice是进程剩余的时间片，相当于Kernel 2.4里面counter，但是时间片不再影
响进程的优先级。
first_time_slice用来记录时间片是否是第一次分配（进程创建时），如果值不为0
，进程退出时将时间片交还给父进程。

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