linux内核线程

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内核经常需要在后台执行一些操作，这种任务就可以通过内核线程（kernle thread）完成，内核线程是独立运行在内核空间的标准进程。内核线程和普通的进程间的区别在于内核线程没有独立的地址空间，mm指针被设置为NULL；它只在内核空间运行，从来不切换到用户空间去；并且和普通进程一样，可以被调度，也可以被抢占。实际上，内核线程只能由其他内核线程创建，linux驱动模块中可以用kernel_thread()，kthread_create()/kthread_run()两种方式创建内核线程，另外还可以用第三方库（如pthread，除此之外还有其他的第三方库），在驱动模块中创建线程（pthread也可以用在用户空间）：

kernel/init/main.c

kthreadd这个2号进程所做的事就是： 1 : 遍历链表 kthread_create_list 如果为空 ： 让出cpu，休眠 2 ： 如果不为空: 从链表中取出来，创建内核进程

kernel/kernel/kthread.c

kernel_thread()声明在include/linux/sched.h里面：

参数说明： fn:线程函数地址 arg:线程函数的形参，没有，可以是NULL flags:标志，一般用CLONE_KERNEL（定义在linux/sched.h中，注意有的版本中，没用定义），其他标志及含义见uapi/linux/sched.h中。 返回值：返回线程ID值。

注意：kernel_thread()由于没有用EXPORT_SYMBOL导出来，所以用kernel_thread()这能用在和内核一起编译的驱动代码中，如用在ubuntu系统上，不随内核一起编译，单独的驱动程序时，可以编译过，但是用insmod加载驱动模块时，会报未知符号错误”Unknown symbol in module”，而不能加载。

kthread_create参数说明： threadfn:线程函数地址 data:线程函数形参，如果没有可以定义为NULL namefmt,arg…:线程函数名字，可以格式化输出名字。 返回值：返回线程指针（strcut task_struct *）

kthread_create创建线程流程 在结合前面的rest_init、kthreadd、kthread_create。我们可以总结：

rest_init： 调用 pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES); //2号进程 创建了进程kthreadd

kthreadd： 在for死循环中，判断kthread_create_list链表是否为空；如果为空，调用schedule()切换进程，让出cpu。 当kthread_create里面调用wake_up_process(kthreadd_task)唤醒kthreadd时，程序则接着schedule，接着往下运行；然后在一个while循环中循环的遍历kthread_create_list，并取出节点，创建线程，创建完成然后删除节点，直到kthread_create_list链表为空跳出while循环，在for死循环重新运行

kthread_create： 3.1 : 构造了一个kthread_create_info 结构体，将其挂接到 kthread_create_list链表上 3.2 : 调用wake_up_process(kthreadd_task)，唤醒内核线程kthreadd

所以kthread_create并没有创建线程，他只是将进程结构体kthread_create_info添加到kthread_create_list，然后唤醒2号进程，线程的创建工作是在kthreadd中调用do_fork去创建的。所以我们可以用ps -ef命令看到，2号进程是线程的父进程：

注意： kthread_create()创建后，线程没有立即运行，需要将返回的值，即线程指针（struct task_struct *）,作为参数传入到wake_up_process()唤起线程运行。

唤醒内核线程(可以唤醒所有进程(线程)): wake_up_process(struct task_struct *k); wake_up_process函数解析

函数schedule()实现调度程序。它的任务是从运行队列的链表rq中找到一个进程，并随后将CPU分配给这个进程。 Linux进程调度——schedule()函数分析

kthread_create用法例子：

这个例子运行，每隔3秒n加1，并输出，当退出模块时，调用了kthread_stop()函数，当my_kernel_kernel()运行到if(kthread_should_stop())时，条件为真，退出while(1){…}线程退出停止。

注意：在编写线程循环体时，一般都要加入kthread_should_stop(),如果不加，调用kthread_stop()是没有效果的，也会导致模块退出后，线程仍然还在运行。

kthread_run():

kthread_run()声明在include/linux/kthread.h里面，如下：

参数说明： threadfn:线程函数地址 data:线程函数形参，没有可以制定为NULL namefmt, …:线程名字，可以格式化输出 返回值__k：线程结构体指针（struct task_struct * ）

注意：kthread_run()创建的线程，是立刻运行的。

这个函数的英文注释里很明确的说明： 创建并启动一个内核线程。由kthread_create()和wake_up_process()两部分组成，这里的函数kthread_create（）只是创建了内核线程，而后面的这个函数wake_up_process（）则是启动了这个线程，让它在一开始就一直运行下去。直到遇见kthread_should_stop函数或者kthread_stop()函数。

kthread_run()负责内核线程的创建，参数包括入口函数threadfn，参数data，线程名称namefmt。可以看到线程的名字可以是类似sprintf方式组成的字符串。如果线程创建成功，再调用wake_up_process()唤醒新创建的线程。kthread_create()根据参数向kthread_create_list中发送一个请求，并唤醒kthreadd，之后会调用wait_for_completion(&create.done)等待线程创建完成。新创建的线程开始运行后，入口在kthread()，kthread()调用complete(&create->done)唤醒阻塞的模块进程，并使用schedule()调度出去。kthread_create()被唤醒后，设置新线程的名称，并返回到kthread_run中。kthread_run调用wake_up_process()重新唤醒新创建线程，此时新线程才开始运行kthread_run参数中的入口函数。

kthread_run用法例子：

例子运行后，也是每隔3秒n加1，并且打印出来。卸载模块时，kthread_stop()通知线程退出。

注意：kernel_thread()的参数fn，以及kthread_create()/kthread_run()的参数threadfn即使是一样的函数，只要创建的线程不一样（线程名字不一样），那么fn,threadfn函数在不同的线程里面，运行的空间地址是不一样的。

kthread_stop：通过发送信号给线程，使之退出。 int kthread_stop(struct task_struct *thread);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。 但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，因此，线程函数必须能让出CPU，以便能运行其他线程。同时线程函数也必须能重新被调度运行。在例子程序中，这是通过schedule_timeout()函数完成的（下面的例子会看到）。