kthread_create和kernel_thread的区别和总结

    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。