kthread_create和kernel_thread的区别和总结

(2011-06-15 15:52)

分类： linux 源码分析

    在看linux驱动代码的时候，经常惠会碰到kthread_create这个函数，google一下，发现很多人在讲二者的区别，但是都在讲源码的区别而已，总结不够，感觉没有说出二者之间的本质区别，自己总结下。
    一. 源码分析（linux-2.6.39）
1.  kthread_create源码分析

#define kthread_create(threadfn, data, namefmt, arg...)\ kthread_create_on_node(threadfn, data, -1, namefmt, ##arg)

149 struct task_struct *kthread_create_on_node(int (*threadfn)(void *data),
150 void *data,
151 int node,
152 const char namefmt[],
153 ...)
154 {
155 struct kthread_create_info create;
156
157 create.threadfn = threadfn;
158 create.data = data;
159 create.node = node;
    /*kthread_create采用了完成量机制，不明白的同学可以先去查阅下等待量机制的原理*/
160 init_completion(&create.done);
161
162 spin_lock(&kthread_create_lock);
    /*注意这个全局链表kthread_create_list， 所用通过kthread_create创建的内核线程都会挂在这*/
163 list_add_tail(&create.list, &kthread_create_list);
164 spin_unlock(&kthread_create_lock);
    /*这是最重要的地方，从代码看是唤醒了kthreadd_task这个进程，如果对代码比较熟悉的话，就会想到这是内核中  的1号进程kthreadd*/
166 wake_up_process(kthreadd_task);
   /*当前进程在完成量上睡眠等待*/
167 wait_for_completion(&create.done);
168
169 if (!IS_ERR(create.result)) {
170 static const struct sched_param param = { .sched_priority = 0 };
171 va_list args;
172
173 va_start(args, namefmt);
174 vsnprintf(create.result->comm, sizeof(create.result->comm),
175 namefmt, args);
176 va_end(args);
177 /*
178 * root may have changed our (kthreadd's) priority or CPU mask.
179 * The kernel thread should not inherit these properties.
180 */
181 sched_setscheduler_nocheck(create.result, SCHED_NORMAL, &param);
182 set_cpus_allowed_ptr(create.result, cpu_all_mask);
183 }
184 return create.result;
185 }

具体讲解参见注释，上面代码的执行路径跳转到kthreadd这个内核线程，下面分析下kthreadd的代码：

249
250 int kthreadd(void *unused)
251 {
252 struct task_struct *tsk = current;
253
254 /* Setup a clean context for our children to inherit. */
    /*上面这段注释尤为重要，个人认为这就是kthread_create和kernel_thread的本质区别，对current做了一些       /*处理:设置当前进程的进程名，清空当前进程的信号等，都是为了保证一个干净的上下文环境*/
255 set_task_comm(tsk, "kthreadd");
256 ignore_signals(tsk);
257 set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpu_all_mask);
258 set_mems_allowed(node_states[N_HIGH_MEMORY]);
259
260 current->flags |= PF_NOFREEZE | PF_FREEZER_NOSIG;
261
262 for (;;) {
263 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
264 if (list_empty(&kthread_create_list))
265 schedule();  /*如果没有内核线程需要创建，即不是通过kthread_create入口进来的，当前进程就应该调度*/
266 __set_current_state(TASK_RUNNING);
267
268 spin_lock(&kthread_create_lock);
269 while (!list_empty(&kthread_create_list)) { /*遍历全局链表kthread_create_list，创建内核线程*/
270 struct kthread_create_info *create;
271
272 create = list_entry(kthread_create_list.next,
273 struct kthread_create_info, list);
274 list_del_init(&create->list);
275 spin_unlock(&kthread_create_lock);
276
277 create_kthread(create);/代码执行路径转入create_kthread/
278
279 spin_lock(&kthread_create_lock);

代码执行路径转到create_kthread。

112 static void create_kthread(struct kthread_create_info *create)
113 {
114 int pid;
115
116 #ifdef CONFIG_NUMA
117 current->pref_node_fork = create->node;
118 #endif
119 /* We want our own signal handler (we take no signals by default). */
120 pid = kernel_thread(kthread, create, CLONE_FS | CLONE_FILES | SIGCHLD);
121 if (pid < 0) {
122 create->result = ERR_PTR(pid);
123 complete(&create->done);
124 }
125 }
126

这里我们看到了kernel_thread，而且通过kthread_create入口进来的内核线程创建路径都具有统一的线程函数kthread。

74 static int kthread(void *_create)
 75 {
 76 /* Copy data: it's on kthread's stack */
 77 struct kthread_create_info *create = _create;
 78 int (*threadfn)(void *data) = create->threadfn;
 79 void *data = create->data;
 80 struct kthread self;
 81 int ret;
 82
 83 self.should_stop = 0;
 84 self.data = data;
 85 init_completion(&self.exited);
 86 current->vfork_done = &self.exited;
 87
 88 /* OK, tell user we're spawned, wait for stop or wakeup */
    /*这里需要注意：创建的新的内核线程被置为TASK_UNINTERRUPTIBLE,需要显示的被唤醒才能运行*/
 89 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 90 create->result = current;
 91 complete(&create->done); /*这里显示的唤醒在完成量上等待的进程，然后发生调度，唤醒的是调用kthread_create函数的进程*/
 92 schedule();
 93
 94 ret = -EINTR;
 95 if (!self.should_stop)
 96 ret = threadfn(data);
 97
 98 /* we can't just return, we must preserve "self" on stack */
 99 do_exit(ret);
100 }

到此为止，一共出现了这么几个进程（线程）：（本文中进程和线程不做区分）
（1）调用kthread_create的进程，假设为进程A
（2）kthreadd进程
（3）新创建的进程，假设为进程B
整个执行流程为：
A调用kthread_create， 然后在kthread_create中唤醒kthreadd进程，A进程自己在完成量上睡眠，等待kthreadd进程创建过程完成，当kthreadd最后创建完新进程B，即kthread函数中，再去唤醒睡眠的进程A，如果B进程想要运行，还要显示的对他唤醒。

二 区别总结
上面分析了kthread_create和kernel_thread的代码的不同部分，其中也提到了几点不同，现在总结一下：
（1）最重要的不同：kthread_create创建的内核线程有干净的上那上下文环境，适合于驱动模块或用户空间的程序创建内核线程使用，不会把某些内核信息暴露给用户程序
（2）二者创建的进程的父进程不同： kthread_create创建的进程的父进程被指定为kthreadd, 而kernel_thread创建的进程可以是init或其他内核线程。

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