task struct 程序描述符為何要這樣分配?

2021-06-11 07:15:42 字數 1823 閱讀 1236

程序描述符: struct_task,定義於,程序的task_struct存放在程序核心棧的尾端.

把task_struct結構與核心棧放在一起的好處:核心中大部分處理程序的**都是通過程序描述符進行的。 因而current巨集查詢到當前程序的描述符的速度就尤為重要。對於暫存器不富裕的體系結構來說,通過預先分配和重複使用task_struct可以避免動態分配和釋放所帶來的資源消耗,unix的乙個特點就是建立程序迅速。

在intel系統中,棧起始於末端(棧底),並朝棧底的方向增長。從使用者態剛切換到核心態以後,程序的核心棧總是空的,因此,esp暫存器直接指向這個記憶體區的頂端。從使用者態切換到核心態後,esp暫存器包含的位址為0x018fc00。程序描述符存放在從0x015fa00開始的位址。只要把資料寫進棧中,esp的值就遞減。

在/include/linux/sched.h中定義了如下乙個聯合結構:

union task_union ;
從這個結構可以看出,核心棧佔8kb的記憶體區。實際上,程序的task_struct結構所佔的記憶體是由核心動態分配的,更確切地說,核心根本不給task_struct分配記憶體,而僅僅給核心棧分配8k的記憶體,並把其中的一部分給task_struct使用。

task_struct結構大約佔1k位元組左右,其具體數字與核心版本有關,因為不同的版本其域稍有不同。因此,核心棧的大小不能超過7k,否則,核心棧會覆蓋

task_struct結構,從而導致核心崩潰。

kernel利用current裡尋找task_struct的位置,假設棧的大小為8k(13個二進位制位),我們可以將程序棧的位址的後13位遮蔽掉,這樣得到的剛好就是程序棧的起

始位址,而thread_info剛好就是位於程序棧的底部,所以程序棧的起始位址就是struct thread_info的位址,得到了thread_info的位址,我們就很容易找到

task_struct的位址了。

彙編實現過程為

movl %-9162 ,%eax

andl %esp ,%eax

暫存器esp存放程序棧的當前位址,eax最後存放的就是程序棧的起始位址。current使用current_thread_info來實現這個過程。

linux-3.14.12 核心分析:

#define get_current() (current_thread_info()->task)

#define current get_current()

/* how to get the thread information struct from c */

static inline struct   thread_info *current_thread_info(void)

#define current_stack_pointer ()

arch/x86/include/asm/page_32_types.h:

#define thread_size_order    1

#define thread_size        (page_size << thread_size_order)

arch/x86/include/asm/page_types.h:

#define page_shift    12

#define page_size    (_ac(1,ul) << page_shift)

include/linux/sched.h:

union thread_union ;

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