分类： LINUX
2011-04-27 19:13:39
linux2.4之前的内核有进程最大数的限制，受限制的原因是，每一个进程都有自已的TSS和LDT，而TSS（任务描述符)和LDT(私有描述符)必须放在GDT中，GDT最大只能存放8192个描述符，除掉系统用掉的12描述符之外，最大进程数=(8192-12)/2, 总共4090个进程。从Linux2.4以后，全部进程使用同一个TSS，准确的说是，每个CPU一个TSS，在同一个CPU上的进程使用同一个TSS。TSS的定义在asm-i386/processer.h中，定义如下：
extern struct tss_struct init_tss[NR_CPUS];
在start_kernel()->trap_init()->cpu_init()初始化并加载TSS:
void __init cpu_init (void)
{
int nr = smp_processor_id(); //获取当前cpu
struct tss_struct * t = &init_tss[nr]; //当前cpu使用的tss
t->esp0 = current->thread.esp0; //把TSS中esp0更新为当前进程的esp0
set_tss_desc(nr,t);
gdt_table[__TSS(nr)].b &= 0xfffffdff;
load_TR(nr); //加载TSS
load_LDT(&init_mm.context); //加载LDT
}
我们知道，任务切换(硬切换)需要用到TSS来保存全部寄存器(2.4以前使用jmp来实现切换)，
中断发生时也需要从TSS中读取ring0的esp0，那么，进程使用相同的TSS，任务切换怎么办？
其实2.4以后不再使用硬切换，而是使用软切换，寄存器不再保存在TSS中了，而是保存在
task->thread中，只用TSS的esp0和IO许可位图，所以，在进程切换过程中，只需要更新TSS中
的esp0、io bitmap，代码在sched.c中：
schedule()->switch_to()->__switch_to()，
void fastcall __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
{
struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
*next = &next_p->thread;
struct tss_struct *tss = init_tss + smp_processor_id(); //当前cpu的TSS
/*
* Reload esp0, LDT and the page table pointer:
*/
ttss->esp0 = next->esp0; //用下一个进程的esp0更新tss->esp0
//拷贝下一个进程的io_bitmap到tss->io_bitmap
if (prev->ioperm || next->ioperm) {
if (next->ioperm) {
/*
* 4 cachelines copy ... not good, but not that
* bad either. Anyone got something better?
* This only affects processes which use ioperm().
* [Putting the TSSs into 4k-tlb mapped regions
* and playing VM tricks to switch the IO bitmap
* is not really acceptable.]
*/
memcpy(tss->io_bitmap, next->io_bitmap,
IO_BITMAP_BYTES);
tss->bitmap = IO_BITMAP_OFFSET;
} else
/*
* a bitmap offset pointing outside of the TSS limit
* causes a nicely controllable SIGSEGV if a process
* tries to use a port IO instruction. The first
* sys_ioperm() call sets up the bitmap properly.
*/
tss->bitmap = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
}
}
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