前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >Linux源码解析-内核栈与thread_info结构详解

Linux源码解析-内核栈与thread_info结构详解

作者头像
233333
发布2018-09-14 17:29:47
2.7K0
发布2018-09-14 17:29:47
举报
文章被收录于专栏:linux驱动个人学习

1.什么是进程的内核栈?

在内核态(比如应用进程执行系统调用)时,进程运行需要自己的堆栈信息(不是原用户空间中的栈),而是使用内核空间中的栈,这个栈就是进程的内核栈

2.进程的内核栈在计算机中是如何描述的?

linux中进程使用task_struct数据结构描述,其中有一个stack指针

代码语言:javascript
复制
struct task_struct
{
    // ...
    void *stack;    //  指向内核栈的指针
    // ...
};

task_struct数据结构中的stack成员指向thread_union结构(Linux内核通过thread_union联合体来表示进程的内核栈)

代码语言:javascript
复制
union thread_union {
    struct thread_info thread_info;
    unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];  
};

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:

代码语言:javascript
复制
struct thread_info {
    struct pcb_struct   pcb;        /* palcode state */
 
    struct task_struct  *task;      /* main task structure */  /*这里很重要,task指针指向的是所创建的进程的struct task_struct
    unsigned int        flags;      /* low level flags */
    unsigned int        ieee_state; /* see fpu.h */
 
    struct exec_domain  *exec_domain;   /* execution domain */  /*表了当前进程是属于哪一种规范的可执行程序,
                                                                        //不同的系统产生的可执行文件的差异存放在变量exec_domain中
    mm_segment_t        addr_limit; /* thread address space */
    unsigned        cpu;        /* current CPU */
    int         preempt_count; /* 0 => preemptable, <0 => BUG */
 
    int bpt_nsaved;
    unsigned long bpt_addr[2];      /* breakpoint handling  */
    unsigned int bpt_insn[2];
 
    struct restart_block    restart_block;
};

从用户态刚切换到内核态以后,进程的内核栈总是空的。因此,esp寄存器指向这个栈的顶端,一旦数据写入堆栈,esp的值就递减

3.thread_info的作用是?

这个结构体保存了进程描述符中中频繁访问和需要快速访问的字段,内核依赖于该数据结构来获得当前进程的描述符(为了获取当前CPU上运行进程的task_struct结构,内核提供了current宏。

代码语言:javascript
复制
    #define get_current() (current_thread_info()->task)
    #define current get_current()

内核还需要存储每个进程的PCB信息, linux内核是支持不同体系的的, 但是不同的体系结构可能进程需要存储的信息不尽相同,

这就需要我们实现一种通用的方式, 我们将体系结构相关的部分和无关的部门进行分离,用一种通用的方式来描述进程, 这就是struct task_struct, 而thread_info

就保存了特定体系结构的汇编代码段需要访问的那部分进程的数据,我们在thread_info中嵌入指向task_struct的指针, 则我们可以很方便的通过thread_info来查找task_struct

4.内核栈的大小?

进程通过alloc_thread_info函数分配它的内核栈,通过free_thread_info函数释放所分配的内核栈,查看源码

alloc_thread_info函数通过调用__get_free_pages函数分配2个页的内存(8192字节)

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2018-08-30 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 1.什么是进程的内核栈?
  • 2.进程的内核栈在计算机中是如何描述的?
  • 3.thread_info的作用是?
  • 4.内核栈的大小?
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档