1.開場白
環(huán)境:
內(nèi)核源碼:linux-5.11
ubuntu版本:20.04.1
代碼閱讀工具:vim+ctags+cscope
在linux系統(tǒng)中, 我們接觸最多的莫過于用戶空間的任務(wù),像用戶線程或用戶進(jìn)程,因為他們太活躍了,也太耀眼了以至于我們感受不到內(nèi)核線程的存在,但是內(nèi)核線程卻在背后默默地付出著,如內(nèi)存回收,臟頁回寫,處理大量的軟中斷等,如果沒有內(nèi)核線程那么linux世界是那么的可怕!本文力求與完整介紹完內(nèi)核線程的整個生命周期,如內(nèi)核線程的創(chuàng)建、調(diào)度等等,當(dāng)然本文還是主要從內(nèi)存管理和進(jìn)程調(diào)度兩個維度來解析,且不會涉及到具體的內(nèi)核線程如kswapd的實現(xiàn),最后我們會以一個簡單的內(nèi)核模塊來說明如何在驅(qū)動代碼中來創(chuàng)建使用內(nèi)核線程。
在進(jìn)入我們真正的主題之前,我們需要知道一下事實:
1. 內(nèi)核線程永遠(yuǎn)運行于內(nèi)核態(tài)絕不會跑到用戶態(tài)去執(zhí)行。
2.由于內(nèi)核線程運行于內(nèi)核態(tài),所有它的權(quán)限很高,請注意這里說的是權(quán)限很高并不意味著它的優(yōu)先級高,所有他可以直接做到操作頁表,維護(hù)cache, 讀寫系統(tǒng)寄存器等操作。
3.內(nèi)核線性是沒有地址空間的概念,準(zhǔn)確的來說是沒有用戶地址空間的概念,使用的是所有進(jìn)程共享的內(nèi)核地址空間,但是調(diào)度的時候會借用前一個進(jìn)程的地址空間。
4.內(nèi)核線程并沒有什么特別神秘的地方,他和普通的用戶任務(wù)一樣參與系統(tǒng)調(diào)度,也可以被遷移到任何cpu上運行。
5.每個cpu都有自己的idle進(jìn)程,實質(zhì)上也是內(nèi)核線程,但是他們比較特殊,一來是被靜態(tài)創(chuàng)建,二來他們的優(yōu)先級最低,cpu上沒有其他進(jìn)程運行的時候idle進(jìn)程才運行。
6.除了初始化階段0號內(nèi)核線程和kthreadd本身,其他所有的內(nèi)核線程都是被kthreadd內(nèi)核線程來間接創(chuàng)建。
2.kthreadd的誕生
盤古開天辟地,我們知道linux所有任務(wù)的祖先是0號進(jìn)程,然后0號進(jìn)程創(chuàng)建了天字第一號的1號init進(jìn)程,init進(jìn)程是所有用戶任務(wù)的祖先,而內(nèi)核線程同樣也有自己的祖先那就是kthreadd內(nèi)核線程他的pid是2,我們通過top命令可以觀察到:紅色方框都是父進(jìn)程為2號進(jìn)程的內(nèi)核線程,綠色方框為kthreadd,他的父進(jìn)程為0號進(jìn)程。
下面我們來看內(nèi)核線程的祖先線程kthreadd如何創(chuàng)建的:
start_kernel //init/main.c
-》arch_call_rest_init
-》rest_init
-》pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES)
可以看的在rest_init中調(diào)用kernel_thread來創(chuàng)建kthreadd內(nèi)核線程,實際上初始化階段有兩個內(nèi)核線程比較特殊一個是0號的idle(唯一一個沒有通過fork創(chuàng)建的任務(wù)),一個是被idle創(chuàng)建的kthreadd內(nèi)核線程(內(nèi)核初始化階段可以看成idle進(jìn)程在做初始化)。
我們再來看看kernel_thread是如何實現(xiàn)的:
/*
* Create a kernel thread.
*/
pid_t kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
{
struct kernel_clone_args args = {
.flags = ((lower_32_bits(flags) | CLONE_VM |
| CLONE_UNTRACED) & ~CSIGNAL),
.exit_signal = (lower_32_bits(flags) & CSIGNAL),
.stack = (unsigned long)fn,
.stack_size = (unsigned long)arg,
};
return kernel_clone(&args);
}
這里需要注意兩點:1.fork時傳遞了CLONE_VM標(biāo)志 2.如何標(biāo)識要創(chuàng)建出來的是內(nèi)核線程不是普通的用戶任務(wù)
我們先來看看CLONE_VM標(biāo)志對fork的影響:
kernel_clone
-》copy_process
-》copy_mm
-》dup_mm
-》。..。
1394 tsk-》mm = NULL;
1395 tsk-》active_mm = NULL;
1396
1397 /*
1398 |* Are we cloning a kernel thread?
1399 |*
1400 |* We need to steal a active VM for that.。
1401 |*/
1402 oldmm = current-》mm;
1403 if (!oldmm)
1404 return 0;
1405
1406 /* initialize the new vmacache entries */
1407 vmacache_flush(tsk);
1408
1409 if (clone_flags & CLONE_VM) {
1410 mmget(oldmm);
1411 mm = oldmm;
1412 goto good_mm;
1413 }
1414
1415 retval = -ENOMEM;
1416 mm = dup_mm(tsk, current-》mm);
1417 if (!mm)
1418 goto fail_nomem;
1419
1420 good_mm:
1421 tsk-》mm = mm;
1422 tsk-》active_mm = mm;
1423 return 0;
可以看的當(dāng)我們傳遞了CLONE_VM標(biāo)志之后,本來應(yīng)該走到1409 行進(jìn)程處理的,但是我們需要知道的是1403 行可能判斷為空,因為這里父進(jìn)程為idle為內(nèi)核線程,憑直覺我們知道代碼應(yīng)該從 1404 返回了,但是不能光憑直覺要拿出證據(jù),那就需要看看idle進(jìn)程長啥樣了:
64 struct task_struct init_task //init/init_task.c
69 = {
。..
85 .mm = NULL,
86 .active_mm = &init_mm,
上面是靜態(tài)創(chuàng)建的idle進(jìn)程,可以看的他的進(jìn)程控制塊的 .mm 為空, .active_mm 為&init_mm,所有啊,我們的kthreadd內(nèi)核線程的tsk-》mm = tsk-》active_mm =NULL;所以我們上面的猜想是對的代碼直接從 1404 返回了,這里也是他應(yīng)該擁有的屬性,因為我們知道內(nèi)核線程沒有用戶地址空間(使用tsk-》mm來描述),所以所有的內(nèi)核線程的tsk-》mm都為空,這也是判斷任務(wù)是否為內(nèi)核線程的一個條件,但是tsk-》active_mm 就不一定了,內(nèi)核線程在每次進(jìn)程切換的時候都會借用前一個進(jìn)程的tsk-》active_mm 賦值到自己tsk-》active_mm 上,后面會講到。這里需要注意的是,有一個內(nèi)核線程很特殊,特殊到他的tsk-》active_mm 不是在進(jìn)程切換的時候被賦值而是靜態(tài)初始化號,他就是上面的idle線程 .active_mm = &init_mm。
我們來看下init_mm是什么內(nèi)容,有什么貓膩:
mm/init-mm.c
struct mm_struct init_mm = {
.mm_rb = RB_ROOT,
.pgd = swapper_pg_dir,
。..
可以看到他的特殊之處在于它的tsk-》active_mm-》pgd為swapper_pg_dir,我們知道這是主內(nèi)核頁表,我們知道系統(tǒng)初始化的時候,會出現(xiàn)3個特殊的任務(wù)0,1,2號,這幾個任務(wù)剛開始都是內(nèi)核線程,他們之間進(jìn)行切換的時候使用的都是swapper_pg_dir這個頁表,也很合理,因為都訪問內(nèi)核空間,一旦有用戶進(jìn)程介入?yún)⑴c調(diào)度了就不一樣了,就可以借用用戶的tsk-》active_mm-》pgd(這個時候不再是swapper_pg_dir,但是沒有關(guān)系,通過ttbr1_el1同樣可以訪問到swapper_pg_dir頁表來訪問內(nèi)核空間)。
再來看看如何標(biāo)識要創(chuàng)建的是內(nèi)核線程的?
kernel_clone
-》copy_process
-》copy_thread //arch/arm64/kernel/process.c
-》 。..
if (likely(?。╬-》flags & PF_KTHREAD))) { //創(chuàng)建用戶任務(wù)的情況
。..
} else { //創(chuàng)建內(nèi)核線程的情況
memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
childregs-》pstate = PSR_MODE_EL1h | PSR_IL_BIT;
p-》thread.cpu_context.x19 = stack_start;
p-》thread.cpu_context.x20 = stk_sz;
}
以上路徑是為創(chuàng)建任務(wù)準(zhǔn)備調(diào)度上下文和異常返回現(xiàn)場,調(diào)度上下文由 p-》thread.cpu_context來描述,異常返回現(xiàn)場由保存在內(nèi)核棧的struct pt_regs來描述,在這里判斷p-》flags & PF_KTHREAD))是否成立,也就是如果p-》flags設(shè)置了PF_KTHREAD標(biāo)志則是創(chuàng)建內(nèi)核線程,但是我們找了一圈貌似沒有找到在哪個位置設(shè)置這個標(biāo)志的,那究竟在哪設(shè)置的呢?我們還是首先回到它的父進(jìn)程也就是idle進(jìn)程:
struct task_struct init_task
= {
。..
.flags = PF_KTHREAD,
。..
}
憑直覺,應(yīng)該是父進(jìn)程設(shè)置了然后賦值給了子進(jìn)程,那我們就要看看合適賦值的:
copy_process
-》dup_task_struct
-》arch_dup_task_struct
-》*dst = *src;
我們看的會把父進(jìn)程的的task的內(nèi)容賦值給子進(jìn)程,然后后面在進(jìn)程一些個性化設(shè)置,.flags = PF_KTHREAD也被設(shè)置給了子進(jìn)程。
ok, 分析到這里idle就創(chuàng)建好了kthreadd內(nèi)核線程,通過wake_up_new_task喚醒kthreadd運行:當(dāng)它喚醒被調(diào)度后,就會恢復(fù)調(diào)度上下文,就是上面說的 p-》thread.cpu_context,具體如何執(zhí)行到內(nèi)核線程指定的執(zhí)行函數(shù)后面我們會講解!
但是我們需要知道的是,kthreadd被調(diào)度執(zhí)行后執(zhí)行kthreadd這個函數(shù)?。。∵@個函數(shù)實現(xiàn)在:kernel/kthread.c中。
3. kthreadd內(nèi)核線程處理流程
上面我們介紹了kthreadd內(nèi)核線程的創(chuàng)建過程,接下來看一下kthreadd做了哪些事情:
代碼路徑為:kernel/kthread.c
kthreadd函數(shù)中設(shè)置了線程名字和親和性屬性之后 進(jìn)入下面給出的循環(huán)處理流程:
它首先將自己的狀態(tài)設(shè)置為TASK_INTERRUPTIBLE,然后判斷kthread_create_list鏈表是否為空,這個鏈表存放其他內(nèi)核路徑的創(chuàng)建內(nèi)核線程的請求結(jié)構(gòu)struct kthread_create_info:
kernel/kthread.c
struct kthread_create_info
{
/* Information passed to kthread() from kthreadd. */
int (*threadfn)(void *data); //請求創(chuàng)建的內(nèi)核線程處理函數(shù)
void *data; //傳遞給請求創(chuàng)建的內(nèi)核線程的參數(shù)
int node;
/* Result passed back to kthread_create() from kthreadd. */
struct task_struct *result; //請求創(chuàng)建的內(nèi)核線程的tsk結(jié)構(gòu)
struct completion *done;
struct list_head list; //用于加 入kthread_create_list鏈表
};
有創(chuàng)建內(nèi)核線程時,會封裝kthread_create_info結(jié)構(gòu)然后加入到kthread_create_list鏈表中。
如果kthread_create_list鏈表為空,說明沒有創(chuàng)建內(nèi)核線程的請求,則直接調(diào)用schedule進(jìn)行睡眠。當(dāng)某個內(nèi)核路徑有kthread_create_info結(jié)構(gòu)加入到kthread_create_list鏈表中并喚醒kthreadd后,kthreadd從__set_current_state(TASK_RUNNING)開始執(zhí)行,設(shè)置狀態(tài)為運行狀態(tài),然后進(jìn)入一個循環(huán),不斷的從kthread_create_list.next取出kthread_create_info結(jié)構(gòu),并從鏈表中刪除,調(diào)用create_kthread創(chuàng)建一個內(nèi)核線程來執(zhí)行剩余的工作。
create_kthread很簡單,就是創(chuàng)建內(nèi)核線程,然后執(zhí)行kthread函數(shù),將取到的kthread_create_info結(jié)構(gòu)傳遞給這個函數(shù):
kernel/kthread.c
create_kthread
-》 pid = kernel_thread(kthread, create, CLONE_FS | CLONE_FILES | SIGCHLD)
4.kthread處理流程
當(dāng)kthreadd內(nèi)核線程創(chuàng)建內(nèi)核線程之后就完成了它的使命,開始處理kthread_create_list鏈表上的下一個內(nèi)核線程創(chuàng)建請求,主要工作交給了kthread函數(shù)來處理。實際上,kthreadd創(chuàng)建的內(nèi)核線程就是請求創(chuàng)建的內(nèi)核線程的外殼,只不過創(chuàng)建完成之后并沒有馬上執(zhí)行線程的執(zhí)行函數(shù),這和用戶空間執(zhí)行程序很相似:一般在shell中執(zhí)行程序,首先shell進(jìn)程通過fork創(chuàng)建一個子進(jìn)程,然后子進(jìn)程中調(diào)用exec來加載新的程序。而創(chuàng)建內(nèi)核線程也必須首先要創(chuàng)建一個子進(jìn)程,這是kthreadd通過kernel_thread來完成的,然后在kthread執(zhí)行函數(shù)中在合適的時機(jī)來執(zhí)行所請求的內(nèi)核線程執(zhí)行函數(shù)。這說起來有點繞,因為這里涉及到了三個任務(wù):kthreadd內(nèi)核線程,kthreadd內(nèi)核線程通過kernel_thread創(chuàng)建的內(nèi)核線程,往kthread_create_list鏈表加入創(chuàng)建請求的那個任務(wù)
注:執(zhí)行kthread函數(shù)處于新創(chuàng)建的內(nèi)核線程上下文!
下面我們來看下kthreadd內(nèi)核線程創(chuàng)建的內(nèi)核線程的執(zhí)行函數(shù)kthread:這里傳遞給kthread的參數(shù)就是從kthread_create_list鏈表摘取的創(chuàng)建結(jié)構(gòu)kthread_create_info,函數(shù)中又出現(xiàn)了一個新的結(jié)構(gòu)struct kthread:
kernel/kthread.c
struct kthread {
unsigned long flags;
unsigned int cpu;
int (*threadfn)(void *); //線程執(zhí)行函數(shù)
void *data; //線程執(zhí)行函數(shù)傳遞的參數(shù)
mm_segment_t oldfs;
struct completion parked;
struct completion exited;
#ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
#endif
};
其中比較重要的是threadfn和data。kthread函數(shù)并不長,我們把代碼都羅列如下:
244 static int kthread(void *_create)
245 {
246 /* Copy data: it‘s on kthread’s stack */
247 struct kthread_create_info *create = _create; //獲取傳遞過來的線程創(chuàng)建信息
248 int (*threadfn)(void *data) = create-》threadfn; //取出 線程執(zhí)行函數(shù)
249 void *data = create-》data; //取出 傳遞給 線程執(zhí)行函數(shù)的參數(shù)
250 struct completion *done;
251 struct kthread *self;
252 int ret;
253
254 self = kzalloc(sizeof(*self), GFP_KERNEL); //分配 kthread 結(jié)構(gòu)
255 set_kthread_struct(self); //current-》set_child_tid = (__force void __user *)kthread
256
257 /* If user was SIGKILLed, I release the structure. */
258 done = xchg(&create-》done, NULL); //獲得 done完成量
259 if (!done) {
260 kfree(create);
261 do_exit(-EINTR);
262 }
263
264 if (!self) {
265 create-》result = ERR_PTR(-ENOMEM);
266 complete(done);
267 do_exit(-ENOMEM);
268 }
269
270 self-》threadfn = threadfn; // 賦值 self-》threadfn 為 線程執(zhí)行函數(shù)
271 self-》data = data; // 賦值 self-》data 線程執(zhí)行函數(shù)的參數(shù)
272 init_completion(&self-》exited);
273 init_completion(&self-》parked);
274 current-》vfork_done = &self-》exited;
276 /* OK, tell user we‘re spawned, wait for stop or wakeup */
277 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE); //設(shè)置內(nèi)核線程狀態(tài)為 TASK_UNINTERRUPTIBLE 但是此時還沒又睡眠
278 create-》result = current; //用于返回 當(dāng)前任務(wù)的tsk
279 /*
280 |* Thread is going to call schedule(), do not preempt it,
281 |* or the creator may spend more time in wait_task_inactive()。
282 |*/
283 preempt_disable();
284 complete(done); //喚醒等待done完成量的任務(wù)
285 schedule_preempt_disabled(); //睡眠
286 preempt_enable(); //喚醒的時候從此開始執(zhí)行
287
288 ret = -EINTR;
289 if (!test_bit(KTHREAD_SHOULD_STOP, &self-》flags)) { //判斷 self-》flags是否為 KTHREAD_SHOULD_STOP(kthread_stop會設(shè)置)
290 cgroup_kthread_ready();
291 __kthread_parkme(self);
292 ret = threadfn(data); //執(zhí)行 真正的線程執(zhí)行函數(shù)
293 }
294 do_exit(ret); //當(dāng)前任務(wù)退出
295 }
可以看到,kthread函數(shù)用到了一些完成量和睡眠函數(shù),如果單獨看這個函數(shù)肯定會一頭霧水,要理解這個函數(shù)需要回答一下幾個問題:
1.284行的complete(done) 是喚醒哪個任務(wù)的?
2.當(dāng)前內(nèi)核線程在285 行睡眠后 誰來喚醒我?
5.kthread_run函數(shù)
這里我們以kthread_run為例來解答這兩個問題:
kthread_run這個內(nèi)核api用來創(chuàng)建內(nèi)核線程并喚醒執(zhí)行傳遞的執(zhí)行函數(shù)。調(diào)用路徑如下:
include/linux/kthread.h
#define kthread_run(threadfn, data, namefmt, 。..)
({
struct task_struct *__k
= kthread_create(threadfn, data, namefmt, ## __VA_ARGS__); //創(chuàng)建內(nèi)核線程
if (!IS_ERR(__k))
wake_up_process(__k); //喚醒創(chuàng)建的內(nèi)核線程
__k;
})
kthread_run這個宏傳遞三個參數(shù):執(zhí)行函數(shù),執(zhí)行函數(shù)傳遞的參數(shù),格式化線程名字
我們先來看下kthread_create函數(shù):
4.1 kthread_create函數(shù)
kthread_create
-》kthread_create_on_node
-》__kthread_create_on_node
__kthread_create_on_node函數(shù)并不長我們?nèi)苛_列:
330 struct task_struct *__kthread_create_on_node(int (*threadfn)(void *data),
331 | void *data, int node,
332 | const char namefmt[],
333 | va_list args)
334 {
335 DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(done);
336 struct task_struct *task;
337 struct kthread_create_info *create = kmalloc(sizeof(*create),
338 | GFP_KERNEL); //分配 kthread_create_info結(jié)構(gòu)
339
340 if (!create)
341 return ERR_PTR(-ENOMEM);
342 create-》threadfn = threadfn; //填充kthread_create_info結(jié)構(gòu) 如執(zhí)行函數(shù)等
343 create-》data = data;
344 create-》node = node;
345 create-》done = &done;
346
347 spin_lock(&kthread_create_lock);
348 list_add_tail(&create-》list, &kthread_create_list); //kthread_create_info結(jié)構(gòu)添加到 kthread_create_list 鏈表
349 spin_unlock(&kthread_create_lock);
350
351 wake_up_process(kthreadd_task); //喚醒 kthreadd來處理創(chuàng)建內(nèi)核線程請求
352 /*
353 |* Wait for completion in killable state, for I might be chosen by
354 |* the OOM killer while kthreadd is trying to allocate memory for
355 |* new kernel thread.
356 |*/
357 if (unlikely(wait_for_completion_killable(&done))) { //等待請求的內(nèi)核線程創(chuàng)建完成
358 /*
359 |* If I was SIGKILLed before kthreadd (or new kernel thread)
360 |* calls complete(), leave the cleanup of this structure to
361 |* that thread.
362 |*/
363 if (xchg(&create-》done, NULL))
364 return ERR_PTR(-EINTR);
365 /*
366 |* kthreadd (or new kernel thread) will call complete()
367 |* shortly.
368 |*/
369 wait_for_completion(&done);
370 }
371 task = create-》result; //獲得 創(chuàng)建完成的 內(nèi)核線程的tsk
372 if (!IS_ERR(task)) { // 內(nèi)核線程創(chuàng)建成功后 進(jìn)行后續(xù)的處理
373 static const struct sched_param param = { .sched_priority = 0 };
374 char name[TASK_COMM_LEN];
375
376 /*
377 |* task is already visible to other tasks, so updating
378 |* COMM must be protected.
379 |*/
380 vsnprintf(name, sizeof(name), namefmt, args);
381 set_task_comm(task, name); //設(shè)置 內(nèi)核線程的名字
382 /*
383 |* root may have changed our (kthreadd’s) priority or CPU mask.
384 |* The kernel thread should not inherit these properties.
385 |*/
386 sched_setscheduler_nocheck(task, SCHED_NORMAL, ?m); //設(shè)置 調(diào)度策略和優(yōu)先級
387 set_cpus_allowed_ptr(task,
388 | housekeeping_cpumask(HK_FLAG_KTHREAD)); //設(shè)置cpu親和性
389 }
390 kfree(create);
391 return task;
392 }
關(guān)于__kthread_create_on_node函數(shù)需要明白以下幾點:1.__kthread_create_on_node函數(shù)處于一個進(jìn)程上下文如insmod進(jìn)程2.__kthread_create_on_node函數(shù)需要與兩個任務(wù)交互,一個是kthreadd,一個是kthreadd的創(chuàng)建的內(nèi)核線程(執(zhí)行函數(shù)為kthread)
函數(shù)中已經(jīng)做了詳細(xì)的注釋,這里在說明一下:首先函數(shù)將需要在內(nèi)核線程中執(zhí)行的函數(shù)等信息封裝在kthread_create_info結(jié)構(gòu)中,然后加入到kthreadd的kthread_create_list鏈表,接著去喚醒kthreadd去處理創(chuàng)建內(nèi)核線程請求,上面kthreadd函數(shù)我們分析過kthreadd函數(shù)會創(chuàng)建一個內(nèi)核線程來執(zhí)行kthread函數(shù),并將kthread_create_info結(jié)構(gòu)傳遞過去,在kthread函數(shù)中會通過complete(done)來喚醒357的完成等待(這就回答了第一個問題), 然后__kthread_create_on_node接著進(jìn)行初始化,但是需要明白的是新創(chuàng)建的內(nèi)核線程現(xiàn)在處于睡眠狀態(tài),等待被喚醒。
4.2 wake_up_process喚醒
上面通過kthread_create創(chuàng)建完成內(nèi)核線程之后,內(nèi)核線程處于TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài),等待被喚醒,這個時候kthread_run調(diào)用wake_up_process喚醒新創(chuàng)建的內(nèi)核線程,內(nèi)核線程愉快的執(zhí)行,走到了kthread函數(shù)的threadfn(data)處,執(zhí)行真正的線程處理,至此,新創(chuàng)建的內(nèi)核線程開始完成實質(zhì)性的工作。
6. kthread_stop函數(shù)
一般通過kthread_create創(chuàng)建的內(nèi)核線程可以通過kthread_stop來停止:
609 int kthread_stop(struct task_struct *k)
610 {
611 struct kthread *kthread;
612 int ret;
613
614 trace_sched_kthread_stop(k);
615
616 get_task_struct(k);
617 kthread = to_kthread(k); //tsk中獲得kthread 結(jié)構(gòu)
618 set_bit(KTHREAD_SHOULD_STOP, &kthread-》flags); //設(shè)置KTHREAD_SHOULD_STOP標(biāo)志
619 kthread_unpark(k);
620 wake_up_process(k); //喚醒
621 wait_for_completion(&kthread-》exited); //等待退出完成
622 ret = k-》exit_code; //獲得退出碼
623 put_task_struct(k);
624
625 trace_sched_kthread_stop_ret(ret);
626 return ret;
627 }
一般內(nèi)核線程會循環(huán)執(zhí)行一些事務(wù),每次循環(huán)開始會調(diào)用kthread_should_stop來判斷線程是否應(yīng)該停止:
bool kthread_should_stop(void)
{
return test_bit(KTHREAD_SHOULD_STOP, &to_kthread(current)-》flags); //判斷KTHREAD_SHOULD_STOP標(biāo)志是否置位
}
在某個內(nèi)核路徑調(diào)用kthread_stop,內(nèi)核線程每次循環(huán)開始的時候,如果檢查到KTHREAD_SHOULD_STOP標(biāo)志置位,就會退出,然后調(diào)用do_exit完成退出操作。
上面講解到很多函數(shù)也涉及到很多任務(wù),下面總結(jié)一下:1.涉及到的函數(shù)有:kthreadd, kthread,kthread_run,kthread_create, wake_up_process, kthread_stop, kthread_should_stopkthreadd:為kthreadd內(nèi)核線程執(zhí)行函數(shù),處理內(nèi)核線程創(chuàng)建任務(wù)。kthread:每次kthreadd創(chuàng)建新的內(nèi)核線程都會執(zhí)行kthread,里面會涉及到睡眠和喚醒后執(zhí)行線程執(zhí)行函數(shù)操作。kthread_run:創(chuàng)建并喚醒一個內(nèi)核線程kthread_create:創(chuàng)建一個內(nèi)核線程,創(chuàng)建之后處于TASK_UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)wake_up_process:喚醒一個任務(wù)kthread_stop:停止一個內(nèi)核線程kthread_should_stop:判斷一個內(nèi)核線程是否應(yīng)該停止2.涉及到的kthreadd內(nèi)核線程,新創(chuàng)建的內(nèi)核線程,發(fā)起創(chuàng)建內(nèi)核線程請求的任務(wù),他們直接通過完成量進(jìn)行同步3.睡眠喚醒流程:先設(shè)置進(jìn)程狀態(tài)為TASK_UNINTERRUPTIBLE這樣的狀態(tài),然后調(diào)度出去,喚醒的時候在調(diào)度回來
好了,下面給出精心制作的調(diào)用圖示:
上面已經(jīng)講解完了,內(nèi)核線程是如何被創(chuàng)建的,又是如何執(zhí)行處理函數(shù)的,涉及到多個任務(wù)直接同步問題,看代碼的時候需要多個窗口配合之看才行。
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LINUX內(nèi)核
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原文標(biāo)題:深入理解Linux內(nèi)核之內(nèi)核線程(上)
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