进程内核栈

进程内核栈

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为什么有进程内核栈

  进程在创建的时候也可以理解为一个程序，或者在简单的理解也可以把进程理解为一个函数，只不过这个函数很大而已，这个进程也需要有一些函数调用，也需要有一些函数去标记一些信息，于是 便有了进程内核栈这个东西。

  简单理解，进程内核栈实际上就是为进程开辟一个栈帧空间。
  但是这个栈帧空间不是用户的栈帧空间，因为用户的栈帧空间时不安全的，所以内核会专门为它开辟一个空间，这个就是内核栈。

进程内核栈和进程描述符的关系

• 进程描述符

  进程描述符就是进程结构体（struct task_struct），每一个进程在创建之后都会有一个进程结构体，用来记录进程的所有信息。这其中的有一个信息就是就是进程内核栈，用一个指针指示。void *stack;就是指向下面的内核栈结构体的“栈底”。

• 内核栈结构体

 

    union thread_union {
        struct thread_info thread_info;
        unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];
    };

其中的stack成员就是内核栈。

而其中的struct thread_info是记录部分进程信息的结构体，其中包括了进程上下文信息。

从这里可以看出内核栈空间和 thread_info是共用一块空间的。如果内核栈溢出， thread_info就会被摧毁，系统崩溃了～～～

让我们详细的看一下内核栈结构体。

    /*
     * low level task data that entry.S needs immediate access to.
     * __switch_to() assumes cpu_context follows immediately after cpu_domain.
     */
    struct thread_info {
        unsigned long        flags;        /* low level flags */
        int            preempt_count;    /* 0 => preemptable, <0 => bug */
        mm_segment_t        addr_limit;    /* address limit */
        struct task_struct    *task;        /* main task structure */
        struct exec_domain    *exec_domain;    /* execution domain */
        __u32            cpu;        /* cpu */
        __u32            cpu_domain;    /* cpu domain */
        struct cpu_context_save    cpu_context;    /* cpu context */
        __u32            syscall;    /* syscall number */
        __u8            used_cp[16];    /* thread used copro */
        unsigned long        tp_value;
        struct crunch_state    crunchstate;
        union fp_state        fpstate __attribute__((aligned(8)));
        union vfp_state        vfpstate;
    #ifdef CONFIG_ARM_THUMBEE
        unsigned long        thumbee_state;    /* ThumbEE Handler Base register */
    #endif
        struct restart_block    restart_block;
    };

关键是其中的task成员，指向的是所创建的进程的struct task_struct结构体。就是进程描述符。

图文表示三者关系

内核栈—内核栈结构体（struct thread_info）—-进程描述符（struct task_struct）三者的关系入下图

内核栈的产生

在进程被创建的时候，fork族的系统调用中会分别为内核栈和struct task_struct分配空间，调用过程是：
fork族的系统调用—>do_fork—>copy_process—>dup_task_struct