1. 引言

我们知道,每个进程在内核中都有一个进程控制块(PCB)来维护进程相关的信息,Linux内核的进程控制块是task_struct结构体。现在我们全面了解一下其中都有哪些信息。

目前读者并不需要理解这些信息的细节,在随后几章中讲到某一项时会再次提醒读者它是保存在PCB中的。

forkexec是本章要介绍的两个重要的系统调用。fork的作用是根据一个现有的进程复制出一个新进程,原来的进程称为父进程(Parent Process),新进程称为子进程(Child Process)。系统中同时运行着很多进程,这些进程都是从最初只有一个进程开始一个一个复制出来的。在Shell下输入命令可以运行一个程序,是因为Shell进程在读取用户输入的命令之后会调用fork复制出一个新的Shell进程,然后新的Shell进程调用exec执行新的程序。

我们知道一个程序可以多次加载到内存,成为同时运行的多个进程,例如可以同时开多个终端窗口运行/bin/bash,另一方面,一个进程在调用exec前后也可以分别执行两个不同的程序,例如在Shell提示符下输入命令ls,首先fork创建子进程,这时子进程仍在执行/bin/bash程序,然后子进程调用exec执行新的程序/bin/ls,如下图所示。

图 30.1. fork/exec

fork/exec

第 3 节 “open/close”中我们做过一个实验:用umask命令设置Shell进程的umask掩码,然后运行程序a.out,结果a.out进程的umask掩码也和Shell进程一样。现在可以解释了,因为a.out进程是Shell进程的子进程,子进程的PCB是根据父进程复制而来的,所以其中的umask掩码也和父进程一样。同样道理,子进程的当前工作目录也和父进程一样,所以我们可以用cd命令改变Shell进程的当前目录,然后用ls命令列出那个目录下的文件,ls进程其实是在列自己的当前目录,而不是Shell进程的当前目录,只不过ls进程的当前目录正好和Shell进程相同。有一个例外,子进程PCB中的进程id和父进程是不同的。