Linux内核线程

最新推荐文章于 2021-06-28 16:38:59 发布

iteye_21199

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文章标签：操作系统

内核线程是直接由内核来启动的进程，通常也称为守护进程，用于执行下列任务

内存页很少使用时，换出。
管理延时的动作。
实现文件系统的事务日志。
周期性的将修改的内存页与页来源块设备同步。
其它。

内核线程按照工作方式可以分为两种类型：

线程启动后一直在等待，直到内核请求线程执行某一特定操作。
线程启动后按周期性间隔运行，检测特定资源的使用等操作，在必要时采取一些行动。

一，内核线程创建

内核线程采用kernel_thread函数创建，接收的参数有：线程执行的函数指针，传递给执行函数的参数，以及用于创建进程的标志。

int kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags)
{
	struct pt_regs regs;

	memset(&regs, 0, sizeof(regs));

	regs.ebx = (unsigned long) fn;
	regs.edx = (unsigned long) arg;

	regs.xds = __USER_DS;
	regs.xes = __USER_DS;
	regs.xfs = __KERNEL_PERCPU;
	regs.orig_eax = -1;
	regs.eip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
	regs.xcs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
	regs.eflags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_PF | 0x2;

	/* Ok, create the new process.. */
	return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
}
EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);

这个函数最后的调用，还是创建一个进程，即调用我们熟知的：

do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);

二，标志解析

CLONE_VM：表示不用复制进程的页表，共享地址空间，其实进程所使用的内存空间是随机的，一般借用上一个被调度的进程内存空间，在执行完调度后再”归还“。

其实内核线程是由内核生成的，并且也是在CPU的管态执行。

CLONE_UNTRACED：表示内核不会被其它进程追踪。

三，寄存器参数

pt_regs参数在本质上就是一些寄存器，这个参数设置完成以下一些工作。

把ebx和edx寄存器设置为fn和arg，为什么要这样？这和下面的设置相关，先往下看。
把eip寄存器设置为kernel_thread_helper。在体系结构相关的entry_32.S 文件中定义的：
```
ENTRY(kernel_thread_helper)
	pushl $0		# fake return address for unwinder
	CFI_STARTPROC
	movl %edx,%eax
	push %edx
	CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4
	call *%ebx
	push %eax
	CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4
	call do_exit
	CFI_ENDPROC
ENDPROC(kernel_thread_helper)
```
为样就明白为什么把ebx和edx设置为fn和arg了。在调用call *%ebx之后，就会开始执行fn(arg)这个函数。直到结束，并返回。

四，内核线程的地址空间

在Linux上，地址空间被分成两个部分，这已经不是秘密了，并把它分割成两块。空间底部的部分由用户程序访问，空间上层的部分由内核使用。内核在调度用户进程时，其task_struct指向一个mm_struct的实例，就是mm，以描述虚拟地址空间。在进程切换时，虚拟地址空间也会切换。

但内核线程不是用户进程，也不与用户进程相关联，所以在内核进程调度时，不要需切换其地址空间，因此内核线程的地址空间是随机的，为使得内核线程不访问用户空间部分，将内核线程的mm置为空指针，另设一个active_mm指针来保存前一个进程的mm_struct实例。

但当内核调度完成时，需要将active_mm也断开与上一个进程的联系。