linux内核堆栈.doc

在内核2.4中堆栈是这么定义的：union task_union struct task_struct task;unsigned long stackINIT_TASK_SIZE/sizeof(long); ;而INIT_TASK_SIZE只能是8K。内核为每个进程分配一个task_struct结构时，实际上分配两个连续的物理页面(8192字节)，如图所示。底部用作task_struct结构(大小约为1K字节)，结构的上面用作内核堆栈(大小约为7K字节)。访问进程自身的task_struct结构，使用宏操作current, 在2.4中定义如下：#define current get_current()static inline struct task_struct * get_current(void) struct task_struct *current; _asm_(andl %esp,%0; :=r (current) : (8191UL); return current;8191UL表示最低13位为0, 其余位全为1。 %esp指向内核堆栈中，当屏蔽掉%esp的最低13后，就得到这个”两个连续的物理页面”的开头，而这个开头正好是task_struct的开始，从而得到了指向task_struct的指针。在内核2.6中堆栈这么定义：union thread_union struct thread_info thread_info; unsigned long stackTHREAD_SIZE/sizeof(long);根据内核的配置，THREAD_SIZE既可以是4K字节(1个页面)也可以是8K字节(2个页面)。thread_info是52个字节长。下图是当设为8KB时候的内核堆栈：Thread_info在这个内存区的开始处，内核堆栈从末端向下增长。进程描述符不是在这个内存区中，而分别通过task与thread_info指针使thread_info与进程描述符互联。所以获得当前进程描述符的current定义如下:#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) : (THREAD_SIZE - 1); return ti; 根据THREAD_SIZE大小，分别屏蔽掉内核栈的12-bit LSB(4K)或13-bit LSB(8K)，从而获得内核栈的起始位置。struct thread_info struct task_struct *task; /* main task structure */ struct exec_domain *exec_domain; /* execution domain */ unsigned long flags; /* low level flags */ unsigned long status; /* thread-synchronous flags */ . .fork系统调用中调用dup_task_struct,其执行：1， 执行alloc_task_struct宏，为新进程获取进程描述符，并将描述符放在局部变量tsk中。2， 执行alloc_thread_info宏以获取一块空闲的内存区，用以存放新进程的thread_info结构和内核栈，并将这块内存区字段的地址放在局部变量ti中（8K 或 4K, 可配置）。3， 将current进程描述符的内容复制到tsk所指向的task_struct结构中，然后把tsk-thread_info置为ti。4， 把current进程的thread_info描述符的内容复制到ti中，然后把ti-task置为tsk。5， 返回新进程的描述符指针tsk。static struct task_struct *dup_task_struct(struct task_struct *orig)struct task_struct *tsk;struct thread_info *ti;prepare_to_copy(orig);tsk = alloc_task_struct();if (!tsk)return NULL;ti = alloc_thread_info(tsk);if (!ti) free_task_struct(tsk);return NULL;*tsk = *orig;tsk-thread_info = ti;setup_thread_stack(tsk, orig);.# define alloc_task_struct()kmem_cache_alloc(task_struct_cachep, GFP_KERNEL)#define alloc_thread_info(tsk) (struct thread_info *) _get_free_pages