Ядро хранит информацию о всех процессах в двухсвязном списке, который называется task list [10] (список задач). Каждый элемент этого списка является дескриптором процесса и имеет тип структуры

, которая описана в файле . Дескриптор процесса содержит всю информацию об определенном процессе.

Структура

— достаточно большая структура данных размером порядка 1,7 Кбайт на 32-разрядной машине. Однако этот размер не такой уж большой, учитывая, что в данной структуре содержится вся информация о процессе, которая необходима ядру. Дескриптор процесса содержит данные, которые описывают выполняющуюся программу, — открытые файлы, адресное пространство процесса, ожидающие на обработку сигналы, состояние процесса и многое другое (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Дескриптор процесса и список задач

Память для структуры

выделяется с помощью подсистемы выделения памяти, которая называется слябовый распределитель (slab allocator), для возможности повторного использования объектов и раскрашивания кэша (cache coloring) (см. главу 11, "Управление памятью"). В ядрах до серии 2.6 структура хранилась в конце стека ядра каждого процесса. Это позволяет для аппаратных платформ, у которых достаточно мало регистров процессора (как, например, платформа x86), вычислять местоположение дескриптора процесса, только зная значение регистра указателя стека (stack pointer), без использования дополнительных регистров для хранения самого адреса этого местоположения. Так как теперь дескриптор процесса создается с помощью слябового распределителя, была введена новая структура , которая хранится в области дна стека (для платформ, у которых стек растет в сторону уменьшения значения адреса памяти) или в области вершины стека (для платформ, у которых стек растет в сторону увеличения значения адреса памяти) [11] (рис. 3.2.).

Рис 3.2. Дескриптор процесса и стек ядра

Структура

для платформы x86 определена в файле в следующем виде.

Для каждой задачи ее структура

хранится в конце стека ядра этой задачи. Элемент структуры с именем является указателем на структуру этой задачи.

Система идентифицирует процессы с помощью уникального значения, которое называется идентификатором процесса (process identification, PID). Идентификатор

 — это целое число, представленное с помощью скрытого типа [12] , который обычно соответствует знаковому целому— .

Однако, для обратной совместимости со старыми версиями ОС Unix и Linux максимальное значение этого параметра по умолчанию составляет всего лишь 32768 (что соответствует типу данных

). Ядро хранит значение данного параметра в поле дескриптора процесса.

Это максимальное значение является важным, потому что оно определяет максимальное количество процессов, которые одновременно могут существовать в системе. Хотя значения 32768 и достаточно для офисного компьютера, для больших серверов может потребоваться значительно больше процессов. Чем меньше это значение, тем скорее нумерация процессов будет начинаться сначала, что приводит к нарушению полезного свойства: больший номер процесса соответствует процессу, который запустился позже. Если есть желание нарушить в системе обратную совместимость со старыми приложениями, то администратор может увеличить это максимальное значение во время работы системы с помощью записи его в файл

.

Обычно в ядре на задачи ссылаются непосредственно с помощью указателя на их структуры

. И действительно, большая часть кода ядра, работающего с процессами, работает прямо со структурами . Следовательно, очень полезной возможностью было бы быстро находить дескриптор процесса, который выполняется в данный момент, что и делается с помощью макроса current. Этот макрос должен быть отдельно реализован для всех поддерживаемых аппаратных платформ. Для одних платформ указатель на структуру процесса, выполняющегося в данный момент, хранится в регистре процессора, что обеспечивает более эффективный доступ. Для других платформ, у которых доступно меньше регистров процессора, чтобы зря не тратить регистры, используется тот факт, что структура хранится в стеке ядра. При этом вычисляется положение структуры , а вслед за этим и адрес структуры процесса.

Для платформы x86 значение параметра

вычисляется путем маскирования 13 младших бит указателя стека для получения адреса структуры . Это может быть сделано с помощью функции . Соответствующий код на языке ассемблера показан ниже.

Окончательно значение параметра

получается путем разыменования значения поля полученной структуры :