运行统计信息
在进程的运行过程中，会有一些统计量，包括进程在用户态和内核态消耗的时间、上下文切换的次数等等。
u64 utime;//用户态消耗的CPU时间u64 stime;//内核态消耗的CPU时间unsigned long nvcsw;//自愿(voluntary)上下文切换计数unsigned long nivcsw;//非自愿(involuntary)上下文切换计数u64 start_time;//进程启动时间，不包含睡眠时间u64 real_start_time;//进程启动时间，包含睡眠时间
进程亲缘关系
从创建进程的过程可以看出，任何一个进程都有父进程。所以，整个进程其实就是一棵进程树。而拥有同一父进程的所有进程都具有兄弟关系。
struct task_struct __rcu *real_parent; /* real parent process */
struct task_struct __rcu *parent; /* recipient of SIGCHLD, wait4() reports */
struct list_head children; /* list of my children */
struct list_head sibling; /* linkage in my parent's children list */
parent 指向其父进程。当它终止时，必须向它的父进程发送信号。children 表示链表的头部。链表中的所有元素都是它的子进程。sibling 用于把当前进程插入到兄弟链表中。
这也说明了 task_struct 为什么要用链表结构，是为了维护多个 task 之间的关系。一个 task 节点的 parent 指针指向其父进程 task，children 指针指向子进程所有 task 的头部，然后又靠 sibling 指针来维护统一级兄弟 task。
通常情况下，real_parent 和 parent 是一样的，但是也会有另外的情况存在。例如，bash 创建一个进程，那进程的 parent 和 real_parent 就都是 bash。如果在 bash 上使用 GDB 来 debug 一个进程，这个时候 GDB 是 parent，bash 是这个进程的 real_parent。
进程权限
在 Linux 里面，对于进程权限的定义如下：
/* Objective and real subjective task credentials (COW): */
const struct cred __rcu *real_cred;
/* Effective (overridable) subjective task credentials (COW): */
const struct cred __rcu *cred;
所谓的权限，就是我能操纵谁，谁能操纵我。“谁能操作我”，很显然，这个时候我就是被操作的对象，就是 Objective，那个想操作我的就是 Subjective。“我能操作谁”，这个时候我就是 Subjective，那个要被我操作的就是 Objectvie。
“操作”，就是一个对象对另一个对象进行某些动作。当动作要实施的时候，就要审核权限，当两边的权限匹配上了，就可以实施操作。其中，real_cred 就是说明谁能操作我这个进程，而 cred 就是说明我这个进程能够操作谁。
这里 cred 的定义如下：
struct cred {
......
kuid_t uid; /* real UID of the task */
kgid_t gid; /* real GID of the task */
kuid_t suid; /* saved UID of the task */
kgid_t sgid; /* saved GID of the task */
kuid_t euid; /* effective UID of the task */
kgid_t egid; /* effective GID of the task */
kuid_t fsuid; /* UID for VFS ops */
kgid_t fsgid; /* GID for VFS ops */
......
kernel_cap_t cap_inheritable; /* caps our children can inherit */
kernel_cap_t cap_permitted; /* caps we're permitted */
kernel_cap_t cap_effective; /* caps we can actually use */
kernel_cap_t cap_bset; /* capability bounding set */
kernel_cap_t cap_ambient; /* Ambient capability set */
......
} __randomize_layout;
从这里的定义可以看出，大部分是关于**用户**和用户所属的**用户组**信息**。**
第一个是 uid 和 gid，注释是 real user/group id。一般情况下，谁启动的进程，就是谁的 ID。但是权限审核的时候，往往不比较这两个，也就是说不大起作用。
第二个是 euid 和 egid，注释是 effective user/group id。一看这个名字，就知道这个是起“作用”的。当这个进程要操作消息队列、共享内存、信号量等对象的时候，其实就是在比较这个用户和组是否有权限。
第三个是 fsuid 和 fsgid，也就是 filesystem user/group id。这个是对文件操作会审核的权限。
一般说来，fsuid、euid，和 uid 是一样的，fsgid、egid，和 gid 也是一样的。因为谁启动的进程，就应该审核启动的用户到底有没有这个权限。
但是也有特殊的情况。
例如，用户 A 想玩一个游戏，这个游戏的程序是用户 B 安装的。游戏这个程序文件的权限为 rwxr—r—。A 是没有权限运行这个程序的，所以用户 B 要给用户 A 权限才行。用户 B 说没问题，都是朋友嘛，于是用户 B 就给这个程序设定了所有的用户都能执行的权限 rwxr-xr-x，说兄弟你玩吧。
于是，用户 A 就获得了运行这个游戏的权限。当游戏运行起来之后，游戏进程的 uid、euid、fsuid 都是用户 A。看起来没有问题，玩得很开心。
用户 A 好不容易通过一关，想保留通关数据的时候，发现坏了，这个游戏的玩家数据是保存在另一个文件里面的。这个文件权限 rw———-，只给用户 B 开了写入权限，而游戏进程的 euid 和 fsuid 都是用户 A，当然写不进去了。完了，这一局白玩儿了。
那怎么解决这个问题呢？我们可以通过chmod u+s program命令，给这个游戏程序设置 set-user-ID 的标识位，把游戏的权限变成 rwsr-xr-x。这个时候，用户 A 再启动这个游戏的时候，创建的进程 uid 当然还是用户 A，但是 euid 和 fsuid 就不是用户 A 了，因为看到了 set-user-id 标识，就改为文件的所有者的 ID，也就是说，euid 和 fsuid 都改成用户 B 了，这样就能够将通关结果保存下来。
在 Linux 里面，一个进程可以随时通过 setuid 设置用户 ID，所以，游戏程序的用户 B 的 ID 还会保存在一个地方，这就是 suid 和 sgid，也就是 saved uid 和 save gid。这样就可以很方便地使用 setuid，通过设置 uid 或者 suid 来改变权限。
除了以用户和用户组控制权限，Linux 还有另一个机制就是 capabilities。
原来控制进程的权限，要么是高权限的 root 用户，要么是一般权限的普通用户，这时候的问题是，root 用户权限太大，而普通用户权限太小。有时候一个普通用户想做一点高权限的事情，必须给他整个 root 的权限。这个太不安全了。
于是，我们引入新的机制 capabilities，用位图表示权限，在 capability.h 可以找到定义的权限。我这里列举几个。
#define CAP_CHOWN 0
#define CAP_KILL 5
#define CAP_NET_BIND_SERVICE 10
#define CAP_NET_RAW 13
#define CAP_SYS_MODULE 16
#define CAP_SYS_RAWIO 17
#define CAP_SYS_BOOT 22
#define CAP_SYS_TIME 25
#define CAP_AUDIT_READ 37
#define CAP_LAST_CAP CAP_AUDIT_READ
<br />对于普通用户运行的进程，当有这个权限的时候，就能做这些操作；没有的时候，就不能做，这样粒度要小很多。
cap_permitted 表示进程能够使用的权限。但是真正起作用的是 cap_effective。cap_permitted 中可以包含 cap_effective 中没有的权限。一个进程可以在必要的时候，放弃自己的某些权限，这样更加安全。假设自己因为代码漏洞被攻破了，但是如果啥也干不了，就没办法进一步突破。
cap_bset，也就是 capability bounding set，是系统中所有进程允许保留的权限。如果这个集合中不存在某个权限，那么系统中的所有进程都没有这个权限。即使以超级用户权限执行的进程，也是一样的。这样有很多好处。例如，系统启动以后，将加载内核模块的权限去掉，那所有进程都不能加载内核模块。这样，即便这台机器被攻破，也做不了太多有害的事情。
cap_inheritable 表示当可执行文件的扩展属性设置了 inheritable 位时，调用 exec 执行该程序会继承调用者的 inheritable 集合，并将其加入到 permitted 集合。但在非 root 用户下执行 exec 时，通常不会保留 inheritable 集合，但是往往又是非 root 用户，才想保留权限，所以非常鸡肋。
cap_ambient 是比较新加入内核的，就是为了解决 cap_inheritable 鸡肋的状况，也就是，非 root 用户进程使用 exec 执行一个程序的时候，如何保留权限的问题。当执行 exec 的时候，cap_ambient 会被添加到 cap_permitted 中，同时设置到 cap_effective 中。
内存管理
每个进程都有自己独立的虚拟内存空间，这需要有一个数据结构来表示，就是 mm_struct。
struct mm_struct *mm;
struct mm_struct *active_mm;
文件与文件系统
每个进程有一个文件系统的数据结构，还有一个打开文件的数据结构。
/* Filesystem information: */
struct fs_struct *fs;
/* Open file information: */
struct files_struct *files;
总结延伸
总结
- 运行统计信息, 包含用户/内核态运行时间; 上/下文切换次数; 启动时间等;
- 进程亲缘关系
- 拥有同一父进程的所有进程具有兄弟关系
- 包含: 指向 parent; 指向 real_parent; 子进程双向链表头结点; 兄弟进程双向链表头结点
- parent 指向的父进程接收进程结束信号
- real_parent 和 parent 通常一样; 但在 bash 中用 GDB 调试程序时, GDB 是 parent, bash 是 real_parent
- 进程权限, 包含 real_cred 指针(谁能操作我); cred 指针(我能操作谁)
- cred 结构体中标明多组用户和用户组 id
- uid/gid(哪个用户的进程启动我)
- euid/egid(按照哪个用户审核权限, 操作消息队列, 共享内存等)
- fsuid/fsgid(文件操作时审核)
- 这三组 id 一般一样
- 通过 chmod u+s program, 给程序设置 set-user-id 标识位, 运行时程序将进程 euid/fsuid 改为程序文件所有者 id
- suid/sgid 可以用来保存 id, 进程可以通过 setuid 更改 uid
- capability 机制, 以细粒度赋予普通用户部分高权限 (capability.h 列出了权限)
- cap_permitted 表示进程的权限
- cap_effective 实际起作用的权限, cap_permitted 范围可大于 cap_effective
- cap_inheritable 若权限可被继承, 在 exec 执行时继承的权限集合, 并加入 cap_permitted 中(但非 root 用户不会保留 cap_inheritable 集合)
- cap_bset 所有进程保留的权限(限制只用一次的功能)
- cap_ambient exec 时, 并入 cap_permitted 和 cap_effective 中
- 内存管理: mm_struct
- 文件与文件系统: 打开的文件, 文件系统相关数据结构
延伸
const struct cred __rcu *real_cred;
RCU (Read-Copy Update)，是 Linux 中比较重要的一种同步机制。顾名思义就是“读，拷贝更新”，再直白点是“随意读，但更新数据的时候，需要先复制一份副本，在副本上完成修改，再一次性地替换旧数据”。这是 Linux 内核实现的一种针对“读多写少”的共享数据的同步机制。
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