如何通過程序id查詢程序的描述符task_struct？在實際的工作中，我的驅動中需要通過讀取寫進記憶體中的程序id值查詢對應的程序是否還在執行，或者是已經退出。通過閱讀核心**，核心中已有相應的api函式來供我們使用。下面是我在使用過程中的一些筆記總結。
linux系統上執行的程序可能成百上千的，或者更多，如何能夠快速的通過pid值反向的查詢task_struct，核心的方法是通過hash雜湊表的方式。下面結合3.16.7核心版本來分析pid hash表的實現。
void
__initpidhash_init(
void
) pidhash_init函式在系統啟動時由start_kernel函式呼叫。pid hash表的大小由執行機器的總記憶體數決定，範圍在16~4096個之間。在之前老的核心(如2.6.12.6)pid hash表包含四個表，分別針對enum pid_type的四種不同型別pid的情況。
程序建立時，是如何將task_struct與pid_hash雜湊表關聯起來的？在copy_process函式中會判斷引數pid指標是否等於init_struct_pid，如果不相等，就會呼叫alloc_pid函式分配乙個新的struct pid型別的pid例項，並初始化。如果相等，說明是idle程序的建立。一般情況下，pid指標為空。下面看下alloc_pid函式的實現：
struct
pid *alloc_pid(struct
pid_namespace *ns)
for
(type = 0
; type
<
pidtype_max
; ++
type
)init_hlist_head(
&pid->tasks
[type
]);
/*初始化每個
id型別的雜湊表頭
*/upid
= pid->numbers +ns->level
;spin_lock_irq(
&pidmap_lock
);for
( ;
upid
>= pid->numbers
; --
upid
)spin_unlock_irq(
&pidmap_lock
); 引數ns引數是建立新程序時父程序task_struct描述符的命名空間指標nsproxy的pid namespace，一般情況下是指向init_pid_ns，如果在clone時候有指定clone_newpid標誌，則會在copy_process中呼叫alloc_pid之前呼叫copy_namespaces建立乙個新的pid namespace。
函式首先呼叫kmem_cache_alloc從slab中分配pid記憶體。上面講到如果clone時有指定標誌clone_newpid的情況下，會建立乙個新的pid namespace，此新建的pid namespace的parent指向父程序的pid namespace，相應的level也加一。這個新建的程序對於新建立的pid namespace和父程序的pid namespace，以及更初始的pid namespace都是可見的
在第乙個for迴圈中，從新建立pid namespace的level(此成員表示可以看到該程序的命名空間的數目)到0，給每個可見此程序的命名空間都分配乙個區域性的pid值。並將新分配的區域性pid值nr賦給pid描述符的對應的命名空間numbers的nr欄位，將pid namespace指標tmp賦給對應的命名空間numbers的ns欄位。
struct pid結構體中成員tasks是乙個陣列，每個陣列成員是乙個雜湊表的表頭，對應於pid_type列舉中的乙個id型別。在第二個for迴圈中，初始化tasks陣列對應的每個id型別的雜湊表頭。
pid結構體的成員numbers，雖然是乙個長度為1的陣列，但是因為它是在結構體的最後，可以根據pid所屬的空間的個數分配更多的空間。numbers陣列的大小由pid->level欄位決定。level值越大的命名空間級別越低，它能夠被此pid的level值更小的命名空間看見，也就是說父命名空間能給看到子命名空間，反之子命名空間不能看見父命名空間。
**這裡首先將upid指向此pid描述符的級別最低的命名空間，然後在for迴圈中遍歷每層的命名空間，以當前pid namespace的程序id值nr和命名空間指標ns為key值，呼叫pid_hashfn函式生成pid_hash全域性陣列中的bucket id值，並將此程序鏈入此bucket id所在的hash雜湊表中。
上面是alloc_pid函式分配乙個新的pid描述符的大致過程，接著回到copy_process函式看看建立新程序的餘下的和pid hash相關的**。
copy_process函式**片段：
if
(likely(
p->pid
))else
attach_pid(p,
pidtype_pid
);/*
把pidtype_pid
型別的pid
插入到相應的鍊錶中
*/}如果前面alloc_pid建立新的pid成功或者本身沒有指定clone_newpid標誌，就會進入上述**片段執行。前面講到列舉型別pid_type的不同id型別，在我分析的新核心(3.16.7)中是三種：
pidtype_pid
對應程序pid
pidtype_pgid
程序組領頭程序pid
pidtype_sid
會話領頭程序pid
首先呼叫函式
init_task_pid
將初始化新建立程序的型別
pidtype_pid
的pid例項，如果此新建立的程序是執行緒組的組長，則初始化此程序的
pidtype_pgid
型別和pidtype_sid
型別的例項，並且呼叫attach_pid函式將此程序進行hash，加入到已經初始化好的pid_hash對應bucket的雜湊表中。
這樣就建立起了乙個雙向鍊錶的關係，程序可以通過task_struct的
task->pids[type]
的成員pid訪問pid例項，pid例項也可以通過遍歷
tasks[
type
]鍊錶來查詢程序task_struct。
經過上面的分析，乙個程序可以屬於多個不同的命名空間，同乙個程序在不同的命名空間中有不同的區域性pid值，多個程序task_struct可以共用乙個pid描述符。
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