第3章进程和线程3.1概述本章我们通过关于进程的线程的实验，加深对Solaris操作系统中的多线程进程模型的理解与实现技术的了解。
在Solaris操作系统中，进程是一个占据着特定物理内存的可执行对象，进程的代码（二进制程序）、数据、栈、线程、打开的文件、以及其它请求的资源都通过进程来描述。
进程定义了进程中所有被调度执行的线程所共享和的执行环境。
Solaris是一个多线程的操作系统，内核线程是调度和执行的基本单位。
进程创建用户线程时，与其对应的内核线程也会一起被创建，内核通过调度内核线程不调度执行相应的用户线程，LWP则起到链接用户线程和内核线程的作用。
实验1首先介绍进程数据结构的创建的管理进程、线程的各种数据类型以及许多指向结构的指针，给读者一个完整的进程视图。
然后观察proc_r数据结构中的数据类型、内核线程的创建、栈及系统调用号，lwp的线程上下文、系统调用参数、资源使用情况，以及用户线程的状态信息等。
Solaris 10提供的进程创建系统调用fork(2)的默认行为是fork1,同时提供了两个变体forkall和vfork。
三者的主要区别点在于是否复制父进程中的多个线程，以及复制还是共享父进程的地址空间。
实验2通过观察系统调用前后父进程和子进程的地址空间，以及观察进程中的线程信息来展示这三个系统调用的区别。
本章实验内容中最重要的数据结构是进程结构proc_t以及数据成员和指针所指向的数据结构。
几个主要的数据结构所在的文件如表3-1所示，读者可以进一步阅读源代码文件中的相关片段，获得对相关知识更深入的理解。
表3-1 主要数据结构及其文件数据结构文件路径proc_t /usr/src/uts/commom/sys/proc.hklwp_t /usr/src/uts/commom/sys/klwp.hulwp_t /usr/src/lib/libc/inc/thr_uberdata.hkthread_t /usr/src/uts/commom/sys/kthread.h3.2实验1：多线程模型3.2.1 实验内容及目的从Solaris 8版本开始，采用一对一的多线程模型，在实现多线程模型进，主要的数据结构包括proc、kthread_t 、klwp_t 、ulwp、uberdata等，在这个实验中将观察这些数据结构的内容及它们的关系。
通过这个实验。
读者将对Solaris的多线程模型有深入的了解。
3.2.2预备知识Solaris中进程的控制结构是proc结构，它包含了很多进程信息，以及一些志进程相关的数据结构的指针。
图3-1显示了proc结构的一些重要字段及其包含的信息。
图3-1 proc 数据结构进程可能包含多个线程，一个进程的所有线程都链在一个线程链表中，proc结构的p_tlist 字段指向这个链表。
Solaris中最初的多线程模型是M×N模型，一个进程有M个用户线程，N个内核线程，其中M大于等于N。
从Solaris 8开始引入一对一的多线程模型，从Solaris 9以后，这样模型成为默认的模型。
在一对一模型中，每个用户线程都与一个内核线程绑定，内核中的调度器在对内核线程进行调度的同时也完成了对用户线程的调度。
一对一的多线程模型如图3-2所示。
图3-2 一对一的多线程模型表示永和线程的数据结构是ulwp，位于线程库中。
表示内核线程的数据结构是kthread_t，位于内核中。
Kthread_t中有一个字段t_lwp，指向klwp_t结构klwp_t结构用于在内核中保存用户线程的信息，例如，在发生系统调用时保存调用参数。
这三个数据结构以及proc结构的关系如图3-3所示。
Struct klwp_t struct ulwp 图3-3 线程相关数据结构Proc结构的p_tlist字段指向一个kthread_t结构的链表。
这个链表是一个双线循环链表，连接用的字段为t_forw和t_back。
Kthread_t结构有一个t_lwp字段，指向klwp_t结构。
当发生系统调用或异常时，用户线程的上下文就保存在klwp_t结构中。
3.2.3实验步骤观察proc结构Proc结构仲包含了线程相关的信息，在这一小节仲将观察一个线程的进程号、可执行文件和打开的文件。
下面要观察的示例程序是process.c，源码如下。
#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>const char *filepath = “test.txt”int main(){int fd;if((fd = open(filepath,O_CREAT | O_RDWR)) == -1)return fd;elseprintf(“file desctiptor is %d/n”, fd);printf(“Press enter to exit. . .\n”);getchar();close(fd);return 0;}打开一个shell，编译并运行这个程序。
-bash-3.00$ cc –o process process.c-bash-3.00$ . /processFile descriptor is 3Press enter to exti. . .不要退出process进程。
另外启动一个shell，切换到root用户，并运行”mdb-k”。
在mdb 中用pgrep命令查看process进程的相关信息。
>::pgrep processS PID PPID PGID SID UID FLAGS ADDR NAMER 8079 1233 8079 1233 100 Ox4a00400 ffffffff82c2b188 processPgrep命令会显示进程的状态、进程号、父进程号等信息，其中ADDR列是这个进程的proc结构的地址。
知道进程的进程号，也可以用pid2proc命令获取proc结构的地址。
在mdb 中运行shell命令pgrep，获取process进程的进程号。
>!pgrep process8079用pid2proc命令获得proc结构的地址。
0t8079::pid2procffffffff82c2b188这个地址与mdb仲pgrep命令显示的地址是一样的。
知道proc结构的地址后，就可以用print命令查它的信息。
>ffffffff82c2b188::print struct proc{P_exec = 0xffffffff84f0f700P_as = 0xffffffff839ac8c0P_lockp = 0xffffffff80ba8500P_crlock = {_opaque……}Proc结构中的信息很多，下面来观察其中的进程号、进程的可执行文件和进程打开的文件。
1.观察进程号Proc结构中保存了进程的进程号、父进程号、组进程号等信息，下面分别进行观察。
进程号保存在p_pid字段中，它的类型是pid结构的指针。
>ffffffff82c2b188::print struct proc p_p_pidpP_pidp = 0xffffffff835b0af0然后显示这个pid结构的内容。
>0xffffffff835b0af0::print struct pid{pid_prinactive=0pid_pgorphaned=0pid_padding=0pid_prslot=0xlf8fpid_id=0xlf8fpid_pglink=0xffffffff82c2b188pid_pgtail=0xffffffff82c2b188pid_link=0pid_ref=0x3}pid_id字段就是进程号。
这个字段是按16进制显示的，把它转换成10进制。
>0xlf8f=D8079这个进程号与前面用pgrep命令看到的进程号是一样的。
组进程号保存在p_pgidp字段中，用相同的方法可以查看组进程号。
>ffffffff82c2b188::print struct proc p_pgidp | ::print struct pid pid_idpid_id=0xlf8f>0xlf8f=D8079父进程号保存p_ppid字段中，这个字段的类型是pid_t，也就是int 型的整数。
>ffffffff82c2b188::print struct proc p_ppidp_ppid=0x4dl>0x4dl=D1233组进程号与父进程号也都与前面的pgrep命令显示的结果是相同的。
2．观察进程的可执行文件proc结构中的p_exec字段保存了进程的可执行文件的vnode结构指针，通过查看这个vnode 结构，可以知道这个进程的可执行文件是什么。
首先显示p_exec字段的值。
>ffffffff82c2b188::print struct proc p_execp_exec=0xffffffff84f0f700vnode结构中的v_path字段保存了这个vnode节点对应的文件的路径。
>0xffffffff84f0f700::print struct vnode v_pathv_path=0xffffffff8570c4e8 /home/uesr1/source/process知道vnode节点的指针，也可以通过vnode2path命令直接获得它对应的文件的路径。
>0xffffffff84f0f700::vnode2path/home/user1/source/process3.观察进程打开的文件proc结构中有一个p_user字段，它是一个内嵌的结构，类型是user。
user结构中的u_finfo 字段保存了进程打开的文件信息。
从这个字段找出打开的文件所需的数据结构及它们之间的关系，如图3-4所示。
图3-4查找进程打开的文件所需的数据结构U_finfo字段是一个uf_info结构，其中的fi_list字段指向一个数组，这个数组包含的元素个数记录在fi_nfiles字段中。
下面查看u_finfo字段。
>ffffffff82c2b188::print –t struct proc p_user.u_finfo{kmutex_t p_user.u_finfo.fi_lock={void *[1]_opaque=[0]}int p_user.u_finfo.fi_badfd=0xffffffffint p_user.u_finfo.fi_action=0xffffffffint p_user.u_finfo.fi_nfiles=0x1ffuf_entry_t *volatile p_user.u_finfo.fi_list=0xffffffff86227000uf_flist_t *p_user.u_finfo.fi_rlist=0}fi_nfiles等于0x1ff,也就是256，因此数组的元素个数是256个。
