Linux内核进程管理子系统有什么第三十三回 —— 进程主结构详解（29）
接前一篇文章：Linux内核进程管理子系统有什么第三十二回 —— 进程主结构详解（28）
本文内容参考：
Linux内核进程管理专题报告_linux rseq-CSDN博客
《趣谈Linux操作系统 核心原理篇：第三部分 进程管理》—— 刘超
《图解Linux内核 基于6.x》 —— 姜亚华 机械工业出版社
特此致谢！
进程管理核心结构 —— task_struct
5. 进程定位相关成员
上一回开始解析struct task_struct中进程的定位相关成员，包括以下字段：
/* PID/PID hash table linkage. */struct pid *thread_pid;struct hlist_node pid_links[PIDTYPE_MAX]这几个字段的描述如下：
| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
| thread_pid | struct pid * | 进程对应的pid |
| pid_links | hlist_node[PIDTYPE_MAX] | link |
上一回给出了struct pid的定义，再来回顾一下，在include/linux/pid.h中，如下：
struct pid
{refcount_t count;unsigned int level;spinlock_t lock;/* lists of tasks that use this pid */struct hlist_head tasks[PIDTYPE_MAX];struct hlist_head inodes;/* wait queue for pidfd notifications */wait_queue_head_t wait_pidfd;struct rcu_head rcu;struct upid numbers[1];
};struct pid的主要字段见下表：
| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
| count | refcount_t | 引用计数 |
| level | unsigned int | pid的层级 |
| tasks | struct hlist_head[PIDTYPE_MAX] | 链表数组 |
| numbers | struct upid[] | 每个层级的upid信息 |
struct upid的定义也在include/linux/pid.h中（就在struct pid定义的上边），如下：
/** struct upid is used to get the id of the struct pid, as it is* seen in particular namespace. Later the struct pid is found with* find_pid_ns() using the int nr and struct pid_namespace *ns.*/struct upid {int nr;struct pid_namespace *ns;
};struct upid用于获取struct pid的id，正如在特定名称空间中看到的那样。稍后，使用int nr和struct pid_namespace *ns，通过find_pid_ns()找到struct pid。
struct upid的主要字段见下表：
| 字段 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
| nr | int | id |
| ns | struct pid_namespace * | 命名空间 |
进程的id是有空间的，不同的空间中相同的id也能表示不同的进程。幸运的是，多数情况下进程都在一个level等于0的命名空间（pid_namespace）中。
假设需要查找的进程就在该命名空间中，那么struct pid的level字段就等于命名空间的层级，也等于0。
struct upid numbers[1]字段是struct upid数组，数组元素的个数为level+1，也就是1。
struct upid的int nr字段的值等于进程的id。pid_namespace结构中定义了类型为struct idr的idr字段，有其维护id和pid之间一对一的关系。struct pid_namespace的定义在include/linux/pid_namespace.h中，如下：
struct pid_namespace {struct idr idr;struct rcu_head rcu;unsigned int pid_allocated;struct task_struct *child_reaper;struct kmem_cache *pid_cachep;unsigned int level;struct pid_namespace *parent;
#ifdef CONFIG_BSD_PROCESS_ACCTstruct fs_pin *bacct;
#endifstruct user_namespace *user_ns;struct ucounts *ucounts;int reboot; /* group exit code if this pidns was rebooted */struct ns_common ns;
} __randomize_layout;这样，使用id在struct pid_namespace（对象）内查找，即可得到struct upid（对象）。再通过uipd即可找到pid（利用container_of宏）。这就是上边struct upid的注释中讲到的：
find_pid_ns函数在kernel/pid.c中，代码如下：
struct pid *find_pid_ns(int nr, struct pid_namespace *ns)
{return idr_find(&ns->idr, nr);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(find_pid_ns);idr_find函数实际上在笔者的《DRM专栏》中曾经讲到过，当时是用在了Linux图形子系统中，而这里则是用在了进程管理中。idr_find函数在lib/idr.c中，代码如下：
/*** idr_find() - Return pointer for given ID.* @idr: IDR handle.* @id: Pointer ID.** Looks up the pointer associated with this ID. A %NULL pointer may* indicate that @id is not allocated or that the %NULL pointer was* associated with this ID.** This function can be called under rcu_read_lock(), given that the leaf* pointers lifetimes are correctly managed.** Return: The pointer associated with this ID.*/
void *idr_find(const struct idr *idr, unsigned long id)
{return radix_tree_lookup(&idr->idr_rt, id - idr->idr_base);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(idr_find);这样，从id到struct pid的路就打通了。再来回顾一下这条路径：
进程id <---> struct upid中的int nr字段 ---> level等于0的命名空间（struct upid numbers[0]的struct pid_namespace *ns）---> struct upid ---> struct pid
下一回解析从struct pid到strucr task_struct。