在內核2.4中堆棧是這麼定義的:
union task_union {
struct task_struct task;
unsigned long stack[INIT_TASK_SIZE/sizeof(long)];
};
而INIT_TASK_SIZE只能是8K。
內核爲每個進程分配一個task_struct結構時,實際上分配兩個連續的物理頁面(8192字節),如圖所示。底部用作task_struct結構(大小約爲1K字節),結構的上面用作內核堆棧(大小約爲7K字節)。訪問進程自身的task_struct結構,使用宏操作current,
在2.4中定義如下:
#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位爲0,
其餘位全爲1。
%esp指向內核堆棧中,當屏蔽掉%esp的最低13後,就得到這個”兩個連續的物理頁面”的開頭,而這個開頭正好是task_struct的開始,從而得到了指向task_struct的指針。
在內核2.6中堆棧這麼定義:
union thread_union {
struct thread_info thread_info;
unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];
};
根據內核的配置,THREAD_SIZE既可以是4K字節(1個頁面)也可以是8K字節(2個頁面)。thread_info是52個字節長。
下圖是當設爲8KB時候的內核堆棧:Thread_info在這個內存區的開始處,內核堆棧從末端向下增長。進程描述符不是在這個內存區中,而分別通過task與thread_info指針使thread_info與進程描述符互聯。所以獲得當前進程描述符的current定義如下:
#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;
}
根據THREAD_SIZE大小,分別屏蔽掉內核棧的12-bit
LSB(4K)或13-bit LSB(8K),從而獲得內核棧的起始位置。
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系統調用中調用dup_task_struct,其執行:
1, 執行alloc_task_struct宏,爲新進程獲取進程描述符,並將描述符放在局部變量tsk中。
2, 執行alloc_thread_info宏以獲取一塊空閒的內存區,用以存放新進程的thread_info結構和內核棧,並將這塊內存區字段的地址放在局部變量ti中(8K 或 4K, 可配置)。
3, 將current進程描述符的內容複製到tsk所指向的task_struct結構中,然後把tsk->thread_info置爲ti。
4, 把current進程的thread_info描述符的內容複製到ti中,然後把ti->task置爲tsk。
5, 返回新進程的描述符指針tsk。
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內核棧空間大小非常有限,故在內核中寫程序時,注意儘量不要定義大的局部變量,儘量不要使用遞歸(導致函數調用棧過大而導致棧溢出),當需要空間時,使用kmalloc在堆中申請。