Linux 内核 进程0

所有进程的祖先叫做进程0,idle 进程(swapper进程)，它是在Linux 的初始化阶段从无到有创建的一个内核线程。这个祖先进程使用静态分配的数据结构(所有其他进程的数据结构都是动态分配的)。

 

下面着重介绍一下进程0 内核栈的初始化过程！

在head.S 中：

            lss stack_start,%esp

                ……

            ENTRY(stack_start)

                      .long init_thread_union+THREAD_SIZE

                      .long __BOOT_DS

表示加载内核栈，ss= __BOOT_DS，表示内核数据段，而 esp  指向从init_thread_union 开始的大小为THREAD_SIZE的内存处。

(init_thread_union 在C 代码中为初始化的全局变量，在汇编中被当作为label 也就是地址)

 

那么init_thread_union 是什么呢？

在 init_task.c中:

               union thread_union init_thread_union

                          __attribute__((__section__(".data.init_task"))) =

                                      { INIT_THREAD_INFO(init_task) };

表示在内核的 .data.init_task 段定义一个共用体变量，并为其初始化。

按照THREAD_SIZE 对齐！！

 

thread_union 为：

               union thread_union {

                         struct thread_info thread_info;

                         unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];

};

THREAD_SIZE 定义为 4096

 

在.data.init_task 段中开辟了4096 字节大小空间用于内核栈。低地址处存放thread_info 结构，剩下的作为内核栈。

 

让我们想象一下现在内存中栈的情况：

 

 

 

此时 esp 位于下一个4KB 内存单元的开始处，此时栈为空。(push 是先减减esp哦!)

 

因为进程0的数据结构由静态初始化，此时就可以获得当前进程(进程 0) current 进程描述符指针。

 

#define current get_current()

 

static inline struct task_struct * get_current(void)

{

         return current_thread_info()->task;

}

 

static inline struct thread_info *current_thread_info(void)

{

         struct thread_info *ti;

         __asm__("andl %%esp,%0; ":"=r" (ti) : "0" (~(THREAD_SIZE - 1)));

         return ti;

}

 

因为此时内核栈并不为空，所以很容易就可以算出thread_info 结构的起始地址，因为在一页内存中，esp 与 FFFFF000 相与 就可算出其基地址既thread_info 结构地址。thread_info结构的第一项就为其指向tss_struct 的指针，所以很容易就可得到current!!