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内核线程实际上就是一个共享父进程地址空间的进程,它有自己的系统堆栈.

内核线程和进程都是通过do_fork()函数来产生的，系统中规定的最大进程数与

线程数由fork_init来决定:

[/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高速缓存中建立task_struct结构专用的缓冲区队列 */

task_struct_cachep =

kmem_cache_create(“task_struct”, sizeof(struct task_struct),

ARCH_MIN_TASKALIGN, SLAB_PANIC, NULL, NULL);

#endif

/*

把默认线程数设置到一个安全值,因为内核中总的线程占用的空间

可能要内存一半还要多.

参数mempages系统中总的物理内存结构大小，它等于mempages/PAGESIZE.

比如我机器的内存是512m，那么在我的系统最多能同时产生线程数为

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

*/

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

/*

* 启动系统的时候至少需要20个线程

*/

if(max_threads < 20)

max_threads = 20;

/*

* 每个进程最多产生max_threads/2,也就是线程总数的一半,在我的机器上为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 *)为要执行的函数的指针,arg为函数参数，flags为do_fork产生线程时的标志.

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;   /* ebx指向函数地址 */

regs.edx = (unsigned long) arg;   /* edx指向参数 */

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来产生一个新的线程,共享父进程地址空间,并且不允许调试子进程 */

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); /* 定义成全局变量 */

__asm__(“.section .text/n”

“.align 4/n”

“kernel_thread_helper:/n/t”

“movl %edx,%eax/n/t”

“pushl %edx/n/t”   /* edx指向参数,压入堆栈 */

“call *%ebx/n/t”   /* ebx指向函数地址,执行函数 */

“pushl %eax/n/t”

“call do_exit/n”   /* 结束线程 */

“.previous”);

在kernel_thread中调用了do_fork，那么do_fork是怎样转入kernel_thread_helper去执行的呢，继续跟踪下do_fork函数.

[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);

….

….

}

它调用copy_process函数来向子进程拷贝父进程的进程环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);

…

…

}

它又调用copy_thread来拷贝父进程的系统堆栈并做相应的调整.

[/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;

}

在这里把ret_from_fork的地址赋值给p->thread.eip,p->thread.eip表示当进程下一次调度时的指令开始地址，

所以当线程创建后被调度时，是从ret_from_fork地址处开始的.

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

到这里说明，新的线程已经产生了.

ENTRY(ret_from_fork)

pushl %eax

call schedule_tail

GET_THREAD_INFO(%ebp)

popl %eax

jmp syscall_exit

syscall_exit:

…

work_resched:

call schedule

…

当它从ret_from_fork退出时，会从堆栈中弹出原来保存的ip，而ip指向kernel_thread_helper,

至此kernel_thread_helper被调用，它就可以运行我们的指定的函数了.