linux內(nèi)核函數(shù)kernel_thread

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中，如果需要幾個(gè)并發(fā)執(zhí)行的人物，可以啟動(dòng)內(nèi)核線程，啟動(dòng)內(nèi)和縣城的函數(shù)為:

int kernel_thread (int ( * fn )( void * ), void * arg, unsigned long flags);

kernel_thread函數(shù)的作用是產(chǎn)生一個(gè)新的線程

內(nèi)核線程實(shí)際上就是一個(gè)共享父進(jìn)程地址空間的進(jìn)程,它有自己的系統(tǒng)堆棧.

內(nèi)核線程和進(jìn)程都是通過(guò)do_fork()函數(shù)來(lái)產(chǎn)生的，系統(tǒng)中規(guī)定的最大進(jìn)程數(shù)與

線程數(shù)由fork_init來(lái)決定:

[/arch/kernel/process.c/fork_init()]

void __init fork_init(unsigned long mempages)

{

#ifndef __HAVE_ARCH_TASK_STRUCT_ALLOCATOR

#ifndef ARCH_MIN_TASKALIGN

#define ARCH_MIN_TASKALIGN?? L1_CACHE_BYTES

#endif

/* 在slab高速緩存中建立task_struct結(jié)構(gòu)專用的緩沖區(qū)隊(duì)列 */

task_struct_cachep =

kmem_cache_create("task_struct", sizeof(struct task_struct),

ARCH_MIN_TASKALIGN, SLAB_PANIC, NULL, NULL);

#endif

/*

把默認(rèn)線程數(shù)設(shè)置到一個(gè)安全值,因?yàn)閮?nèi)核中總的線程占用的空間

可能要內(nèi)存一半還要多.

參數(shù)mempages系統(tǒng)中總的物理內(nèi)存結(jié)構(gòu)大小，它等于mempages/PAGESIZE.

比如我機(jī)器的內(nèi)存是512m，那么在我的系統(tǒng)最多能同時(shí)產(chǎn)生線程數(shù)為

(512*2^20/2^12) / 2^3 = 512*2^5 = 16384

*/

max_threads = mempages / (8 * THREAD_SIZE / PAGE_SIZE);

/*

* 啟動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)候至少需要20個(gè)線程

*/

if(max_threads < 20)

max_threads = 20;

/*

* 每個(gè)進(jìn)程最多產(chǎn)生max_threads/2,也就是線程總數(shù)的一半,在我的機(jī)器上為8192.

*/

init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_cur = max_threads/2;

init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_max = max_threads/2;

}

kernel_thread原形在/arch/kernel/process.c中.

(*fn)(void *)為要執(zhí)行的函數(shù)的指針,arg為函數(shù)參數(shù)，flags為do_fork產(chǎn)生線程時(shí)的標(biāo)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;?? /* ebx指向函數(shù)地址 */

regs.edx = (unsigned long) arg;?? /* edx指向參數(shù) */

regs.xds = __USER_DS;

regs.xes = __USER_DS;

regs.orig_eax = -1;

regs.eip = (unsigned long) kernel_thread_helper;

regs.xcs = __KERNEL_CS;

regs.eflags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_PF | 0x2;

/* 利用do_fork來(lái)產(chǎn)生一個(gè)新的線程,共享父進(jìn)程地址空間,并且不允許調(diào)試子進(jìn)程 */

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

}

[/arch/i386/kernel/process.c/kernel_thread_helper]

extern void kernel_thread_helper(void); /* 定義成全局變量 */

__asm__(".section .text\n"

".align 4\n"

"kernel_thread_helper:\n\t"

"movl %edx,%eax\n\t"

"pushl %edx\n\t"?? /* edx指向參數(shù),壓入堆棧 */

"call *%ebx\n\t"?? /* ebx指向函數(shù)地址,執(zhí)行函數(shù) */

"pushl %eax\n\t"

"call do_exit\n"?? /* 結(jié)束線程 */

".previous");

在kernel_thread中調(diào)用了do_fork，那么do_fork是怎樣轉(zhuǎn)入kernel_thread_helper去執(zhí)行的呢，繼續(xù)跟蹤下do_fork函數(shù).

[kernel/fork.c/do_fork()]

long do_fork(unsigned long clone_flags,

unsigned long stack_start,

struct pt_regs *regs,

unsigned long stack_size,

int __user *parent_tidptr,

int __user *child_tidptr)

{

....

....

p = copy_process(clone_flags, stack_start, regs, stack_size, parent_tidptr, child_tidptr, pid);

....

....

}

它調(diào)用copy_process函數(shù)來(lái)向子進(jìn)程拷貝父進(jìn)程的進(jìn)程環(huán)境和全部寄存器副本.

[kernel/fork.c/do_fork()->copy_process]

static task_t *copy_process(unsigned long clone_flags,

unsigned long stack_start,

struct pt_regs *regs,

unsigned long stack_size,

int __user *parent_tidptr,

int __user *child_tidptr,

int pid)

{

...

...

retval = copy_thread(0, clone_flags, stack_start, stack_size, p, regs);

...

...

}

它又調(diào)用copy_thread來(lái)拷貝父進(jìn)程的系統(tǒng)堆棧并做相應(yīng)的調(diào)整.

[/arch/i386/kernel/process.c/copy_thread]:

int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long esp,

unsigned long unused,

struct task_struct * p, struct pt_regs * regs)

{

...

...

p->thread.eip = (unsigned long) ret_from_fork;

}

在這里把ret_from_fork的地址賦值給p->thread.eip,p->thread.eip表示當(dāng)進(jìn)程下一次調(diào)度時(shí)的指令開(kāi)始地址，

所以當(dāng)線程創(chuàng)建后被調(diào)度時(shí)，是從ret_from_fork地址處開(kāi)始的.

[/arch/i386/kernel/entry.s]

到這里說(shuō)明，新的線程已經(jīng)產(chǎn)生了.

ENTRY(ret_from_fork)

pushl %eax

call schedule_tail

GET_THREAD_INFO(%ebp)

popl %eax

jmp syscall_exit

syscall_exit:

...

work_resched:

call schedule

...

當(dāng)它從ret_from_fork退出時(shí)，會(huì)從堆棧中彈出原來(lái)保存的ip，而ip指向kernel_thread_helper,

至此kernel_thread_helper被調(diào)用，它就可以運(yùn)行我們的指定的函數(shù)了相關(guān)閱讀:

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