Linux内核 2.4和2.6的进程内核堆栈和task描述符

Linux内核 2.4和2.6的进程内核堆栈和task描述符存储不太一样，这儿总结一下。

在内核2.4中堆栈是这么定义的：

union task_union {

struct task_struct task;

unsigned long stack[INIT_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 stack[THREAD_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 */

... ..

}

参考：

1. http://hi.baidu.com/zqfazqq/blog/item/12db349980343b0b6f068c5d.html

2. Linux内核源代码情景分析(上册,
Page267)

3. 深入理解Linux内核(第3版,
Page90, Page164)