1.内核线程

Linux内核可以看作一个服务进程(管理软硬件资源，响应用户进程的种种合理以及不合理的请求)。内核需要多个执行流并行，为了防止可能的阻塞，多线程化是必要的。

内核线程就是内核的分身，一个分身可以处理一件特定事情。Linux内核使用内核线程来将内核分成几个功能模块，像kswapd、kflushd等，这在处理异步事件如异步IO时特别有用。内核线程的使用是廉价的，唯一使用的资源就是内核栈和上下文切换时保存寄存器的空间。支持多线程的内核叫做多线程内核(Multi-Threads kernel )。

内核线程的调度由内核负责，一个内核线程处于阻塞状态时不影响其他的内核线程，因为其是调度的基本单位。这与用户线程是不一样的。

内核线程只运行在内核态，不受用户态上下文的拖累。

• 处理器竞争：可以在全系统范围内竞争处理器资源；
• 使用资源：唯一使用的资源是内核栈和上下文切换时保持寄存器的空间
• 调度：调度的开销可能和进程自身差不多昂贵
• 同步效率：资源的同步和数据共享比整个进程的数据同步和共享要低一些。

2.内核线程与普通进程的异同

1.跟普通进程一样，内核线程也有优先级和被调度。 当和用户进程拥有相同的static_prio时，内核线程有机会得到更多的cpu资源

2.内核线程的bug直接影响内核，很容易搞死整个系统, 但是用户进程处在内核的管理下，其bug最严重的情况也只会把自己整崩溃

3.内核线程没有自己的地址空间，所以它们的”current->mm”都是空的；

4.内核线程只能在内核空间操作，不能与用户空间交互；

内核线程不需要访问用户空间内存，这是再好不过了。所以内核线程的task_struct的mm域为空.但是刚才说过，内核线程还有核心堆栈，没有mm怎么访问它的核心堆栈呢？这个核心堆栈跟task_struct的thread_info共享8k的空间，所以不用mm描述。

但是内核线程总要访问内核空间的其他内核啊，没有mm域毕竟是不行的。所以内核线程被调用时, 内核会将其task_strcut的active_mm指向前一个被调度出的进程的mm域, 在需要的时候，内核线程可以使用前一个进程的内存描述符。

因为内核线程不访问用户空间，只操作内核空间内存，而所有进程的内核空间都是一样的。这样就省下了一个mm域的内存。

3. 内核线程创建

在内核中，有两种方法可以生成内核线程，一种是使用kernel_thread()接口，另一种是用kthread_create()接口

3.1 kernel_thread

先说kernel_thread接口，使用该接口创建的线程，必须在该线程中调用daemonize()函数，这是因为只有当线程的父进程指向”Kthreadd”时，该线程才算是内核线程，而恰好daemonize()函数主要工作便是将该线程的父进程改成“kthreadd”内核线程；默认情况下，调用deamonize()后，会阻塞所有信号，如果想操作某个信号可以调用allow_signal()函数

int kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags); 
            // fn为线程函数，arg为线程函数参数，flags为标记
void daemonize(const char * name,...); // name为内核线程的名称

3.2 kthread_create

而kthread_create接口，则是标准的内核线程创建接口，只须调用该接口便可创建内核线程；默认创建的线程是存于不可运行的状态，所以需要在父进程中通过调用wake_up_process()函数来启动该线程。

struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data),void *data,
                                  const char namefmt[], ...);
 //threadfn为线程函数;data为线程函数参数;namefmt为线程名称，可被格式化的, 类似printk一样传入某种格式的线程名

线程创建后，不会马上运行，而是需要将kthread_create() 返回的task_struct指针传给wake_up_process()，然后通过此函数运行线程。

3.3 kthread_run

当然，还有一个创建并启动线程的函数：kthread_run

struct task_struct *kthread_run(int (*threadfn)(void *data),
                                    void *data,
                                    const char *namefmt, ...);

线程一旦启动起来后，会一直运行，除非该线程主动调用do_exit函数，或者其他的进程调用kthread_stop函数，结束线程的运行。

int kthread_stop(struct task_struct *thread);

kthread_stop() 通过发送信号给线程。
如果线程函数正在处理一个非常重要的任务，它不会被中断的。当然如果线程函数永远不返回并且不检查信号，它将永远都不会停止。

int wake_up_process(struct task_struct *p); //唤醒线程
struct task_struct *kthread_run(int (*threadfn)(void *data),void *data,
                                const char namefmt[], ...);//是以上两个函数的功能的总和

因为线程也是进程，所以其结构体也是使用进程的结构体”struct task_struct”。

内核线程的退出当线程执行到函数末尾时会自动调用内核中do_exit()函数来退出或其他线程调用kthread_stop()来指定线程退出。

标签：kthread,task,struct,线程,内核,Linux,进程
来源： https://www.cnblogs.com/ellabrain/p/15455775.html