进程
Linux内核把进程称为任务（task），进程的虚拟地址空间分为用户虚拟地址空间和内核虚拟地址空间，所有进程共享内核虚拟地址空间，每个进程有独立的用户虚拟地址空间。
进程有两种特殊形式：没有用户虚拟地址空间的进程称为内核线程，共享用户虚拟地址空间的进程称为用户线程，通常在不会引起混淆的情况下把用户线程简称为线程。共享同一个用户虚拟地址空间的所有用户线程组成一个线程组。
命名空间
Linux的命名空间机制提供了一种资源隔离的解决方案。PID,IPC,Network等系统资源不再是全局性的，而是属于特定的Namespace。Linux Namespace机制为实现基于容器的虚拟化技术提供了很好的基础，LXC（Linux containers）就是利用这一特性实现了资源的隔离。不同Container内的进程属于不同的Namespace，彼此透明，互不干扰。
Namespace是对全局系统资源的一种封装隔离，使得处于不同namespace的进程拥有独立的全局系统资源，改变一个namespace中的系统资源只会影响当前namespace里的进程，对其他namespace中的进程没有影响。
进程有以下标识符
（1）进程标识符（pid）：进程所属的进程号命名空间到根的每层命名空间，都会给进程分配一个标识符。
（2）线程组标识符（tgid）：多个共享用户虚拟地址空间的进程组成一个线程组，线程组中的主进程称为组长，线程组标识符就是组长的进程标识符。当调用系统调用clone传入标志CLONE_THREAD以创建新进程时，新进程和当前进程属于一个线程组。进程描述符的成员tgid存放线程组标识符，成员group_leader指向组长的进程描述符。
（3）进程组标识符：多个进程可以组成一个进程组，进程组标识符是组长的进程标识符。进程可以使用系统调用setpgid创建或者加入一个进程组。会话和进程组被设计用来支持shell作业控制，shell为执行单一命令或者管道的进程创建一个进程组。进程组简化了向进程组的所有成员发送信号的操作。
（4）会话标识符(sid)：多个进程组可以组成一个会话。当进程调用系统调用setsid的时候，创建一个新的会话，会话标识符是该进程的进程标识符。创建会话的进程是会话的首进程。
线程组结构：一个线程组的所有线程链接在一条线程链表上，头节点是组长的成员thread_group，链表节点是线程的成员thread_group。线程的成员group_leader指向组长的进程描述符，成员tgid是线程组标识符，成员pid存放自己的进程标识符。
内核线程创建过程：在Linux内核中，新进程是从一个已经存在的进程复制出来的。内核使用静态数据构造出0号内核线程，0号内核线程分叉生成1号内核线程和2号内核线程（kthreadd线程）。1号内核线程完成初始化以后装载用户程序，变成1号进程，其他进程都是1号进程或者它的子孙进程分叉生成的；其他内核线程是kthreadd线程分叉生成的。
创建新的进程:
（1）fork（分叉）：子进程是父进程的一个副本，采用了写时复制的技术。
（3）clone（克隆）：可以精确地控制子进程和父进程共享哪些资源。这个系统调用的主要用处是可供pthread库用来创建线程。
clone是功能最齐全的函数，参数多，使用复杂，fork是clone的简化函数。
创建子进程的流程（_do_fork）：
（1）调用函数copy_process以创建新进程。
（2）如果参数clone_flags设置了标志CLONE_PARENT_SETTID，那么把新线程的进程标识符写到参数parent_tidptr指定的位置。
（3）调用函数wake_up_new_task以唤醒新进程。
（4）如果是系统调用vfork，那么当前进程等待子进程装载程序。
copy_process流程：
1.调用 dup_task_struct 复制当前的 task_struct
2.检查进程数是否超过限制
3.初始化自旋锁、挂起信号、CPU 定时器等
4.调用 sched_fork 初始化进程数据结构，新进程设置优先级、调度策略、运行CPU等参数，并把进程状态设置为 TASK_RUNNING
5.复制所有进程信息，包括文件系统、信号处理函数、信号、内存管理等
6.调用 copy_thread_tls 初始化子进程内核栈
7.为新进程分配并设置新的 pid
函数dup_task_struct：函数dup_task_struct为新进程的进程描述符分配内存，把当前进程的进程描述符复制一份（及复制task_struct），为新进程分配内核栈。
函数wake_up_new_task：负责唤醒刚刚创建的新进程，把新进程的状态从TASK_NEW切换到TASK_RUNNING，为新进程选择一个负载最轻的处理器。把新进程插入运行队列。
装载程序：
如果程序的main函数被定义为下面的形式，参数指针数组和环境指针数组可以被程序的main函数访问：
int main(int argc,char *argc[],char *envp[]);
最终都调用函数do_execveat_common
1.调用open_exec()查找并打开二进制文件
2.调用sched_exec()找到最小负载的CPU，用来执行该二进制文件
3.调用bprm_mm_init()创建进程的内存地址空间，为新程序初始化内存管理.并调用init_new_context()检查当前进程是否使用4.自定义的局部描述符表；如果是，那么分配和准备一个新的LDT
5.调用prepare_binprm()检查该二进制文件的可执行权限；最后，kernel_read()读取二进制文件的头128字节（这些字节用于识别二进制文件的格式及其他信息，后续会使用到）
6.调用copy_strings_kernel()从内核空间获取二进制文件的路径名称
7.调用copy_string()从用户空间拷贝环境变量和命令行参数
8.至此，二进制文件已经被打开，struct linux_binprm结构体中也记录了重要信息, 内核开始调用exec_binprm执行可执行程序
释放linux_binprm数据结构，返回从该文件可执行格式的load_binary中获得的代码
每种二进制格式都表示为下面的数据结构
ELF文件：ELF（Executable and Linkable Format）是可执行与可链接格式，主要有以下4种类型。
❑ 目标文件（object file），也称为可重定位文件（relocatable file），扩展名是“.o”，多个目标文件可以链接生成可执行文件或者共享库。
❑ 可执行文件（executable file）。
❑ 共享库（shared object file），扩展名是“.so”。
❑ 核心转储文件（core dump file）。
只有ELF首部的位置是固定的，其余各部分的位置和大小由ELF首部的成员决定。
程序首部表就是我们所说的段表（segment table），段（segment）是从运行的角度描述，节（section）是从链接的角度描述，一个段包含一个或多个节。在不会混淆的情况下，我们通常把节称为段，例如代码段（text section），不称为代码节。
加载elf文件流程load_elf_binary
1.填充并且检查目标程序ELF头部
2.load_elf_phdrs加载目标程序的程序头表
3.如果需要动态链接, 则寻找和处理解释器段
4.检查并读取解释器的程序表头
5.flush_old_exec终止线程组中的其他线程
6.setup_new_exec设置内存映射布局
7.setup_arg_pages更新用户栈的标志位和访问位，把用户栈移到最终位置，并且扩大用户栈
8.把所有可加载段映射到进程的虚拟地址空间
9.setbrk把未初始化数据段映射到进程的用户虚拟地址空间，并设置堆的起始地址
10.得到程序的入口
11.create_elf_tables依次把传递ELF解释器信息的辅助向量、环境指针数组envp、参数指针数组argv和参数个数argc压到进程用户栈
12.start_thread开始程序
装载脚本程序
脚本程序的主要特征是：前两字节是“#!”，后面是解释程序的名称和参数。解释程序用来解释执行脚本程序。
源文件“fs/binfmt_script.c”定义的函数load_script负责装载脚本程序，主要步骤如下。
