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, ¶m);
-
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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