内核代码版本：2.6.11.1
1、进程
进程是任何多道程序设计的操作系统中的基本概念。通常把进程定义为程序执行的一个实例。
在Linux源代码中，进程通常称为任务(task)或线程(thread)。Linux系统的线程实现非常特别：他对线程和进程并不特别区分。对于Linux而言，线程只不过是特殊的进程罢了。
当一个进程创建的时候，它几乎与父进程相同，它接受父进程地址空间的一个（逻辑）拷贝，并从进程创建系统调用的下一条指令开始执行与父进程相同的代码。尽管父子进程可以共享含有程序代码的页，但是它们有独立的数据拷贝（堆和栈），因此子进程对一个内存单元的修改对父进程是不可见得（反之亦然）。
2、进程描述符
为了管理进程，内核必须对每个进程所做的事情进行清楚的描述。此结构称之为进程描述符。在Linux系统中使用task_struct结构体表示。此结构定义在<linux/sched.h>中。
内核把进程的列表存放在任务队列（task list）的双向循环链表中。task_struct相对较大，在32位的机器上大约有1.7KB。
2.1、分配进程描述符
Linux通过slab分配器分配task_struct结构，这样能达到对象复用和缓存着色的目的。（预分配和重复使用task_struct可避免动态分配和释放所带来的的资源消耗）
在2.6以后的版本中使用slab分配器动态生成task_struct，所以只需要在栈底（对于向下增长的栈）或栈顶（向上增长的栈）创建一个新的结构struct thread_info。thread_info结构就保存了进程的基本信息，并有一个指针指向task_struct。
在X86上，struct thread_info在文件<include\asm-x86_64\thread_info.h>中定义如下：
struct thread_info {
struct task_struct *task; /* main task structure */
struct exec_domain *exec_domain; /* execution domain */
__u32 flags; /* low level flags */
__u32 status; /* thread synchronous flags */
__u32 cpu; /* current CPU */
int preempt_count;
mm_segment_t addr_limit;
struct restart_block restart_block;
};
下图中显示了在物理内存中存放两种数据结构的方式。线程描述符驻留与这个内存区的开始，而栈顶末端向下增长。
内核进程堆栈：
内核态的进程堆栈大小通常为8192个字节（两个页框），考虑到效率的因素，内核让这8K空间占据连续的两个页框并让第一个页框的起始地址是2^13的倍数。
C语言使用联合体表示一个进程的线程描述符和内核栈：
union thread_union {
struct thread_info thread_info;
unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];
};
2.2、标识一个进程
内核通过一个唯一的进程标识值（process identification value）或PID来标识每一个进程，PID存放在进程描述符中的pid字段中。PID被顺序的编号，新创建的进程PID通常是前一个进程的PID加1。不过PID有一个上限，当内核使用的PID达到这个上限的时候就必须开始循环使用的已闲置的小PID号，在Linux中前1000个PID号是给系统用的，我们最好不要去用这些。在缺省的情况下，最大的PID号是32767。64位系统中，系统管理员可把PID的上限扩大到4194303。
路径：include\linux\threads.h
/*
* This controls the default maximum pid allocated to a process
*/
#define PID_MAX_DEFAULT 0x8000 /*32758*/
/*
* A maximum of 4 million PIDs should be enough for a while:
*/
#define PID_MAX_LIMIT (sizeof(long) > 4 ? 4*1024*1024 : PID_MAX_DEFAULT) /*4194304*/
由于循环的使用PID编号，内核必须通过管理一个pidmap_array位图来表示当前已分配的PID号和闲置的PID号。因为一个页框包含32768个位，所以在32位体系结构中pidmap_array位图存放在一个单独的页中。然而64为系统体系结构中，当内核分配超过当前位图大小的PID号时，需要为PID位图增加更多的页。系统会一只保存这些页不被释放。
当然对于一般的桌面系统来说系统默认的PID号上限值是够用的，但在一些服务器中可能需要更多的进程，由于确实需要的话，可以通过修改/proc/sys/kernel/pid_max来提高 PID上限。
2.3、标识当前进程
从效率的观点来看，thread_info结构与内核态堆栈之间的紧密结合提供的主要好处是：内核很容易从esp寄存器的值获得当前在CPU上正在运行的进程的thread_info结构的地址。
事实上，如果thread_union结构长度是8K，则屏蔽掉esp的低13位有效位就可获得thread_info结构的基地址，如果thread_union结构长度是4K，内核需要屏蔽掉esp的低12位有效位就可获得thread_info结构的基地址。这项工作由current_thread_info()来完成（不同架构中有所差异），下面看下arm的current宏：
#define THREAD_SIZE 8192
#define current (get_current())
static inline struct task_struct *get_current(void)
{
return current_thread_info()->task;
}
static inline struct thread_info *current_thread_info(void)
{
register unsigned long sp asm ("sp");
return (struct thread_info *)(sp & ~(THREAD_SIZE - 1));
}
进程最常用的就是进程描述符，而不是thread_info结构。为了获得当前在CPU上运行的进程描述符指针，我们从上面的代码可以看到，内核使用current宏，他的本质是current_thread_info()->task，可以看到在current_thread_info()函数中使用sp指针并屏蔽掉低13位，获取到thread_info的地址，然后通过current_thread_info()->task来获取进程描述符。
这里不同架构中会有所差异，比如说PowerPC，他们当前运行的进程的进程描述符是保存在一个寄存器中。只需要从寄存器中取出进程描述符的地址即可。