Linux内核本身和进程的区别 内核线程、用户进程、用户线程

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Linux内核本身和进程的区别 内核线程、用户进程、用户线程

这个概念是很多人都混淆的了，我也是，刚开始无法理解OS时，把Linux内核也当做一个进程。
其实内核本身不是以进程形式存在的，最多在初始化的过程中表现得就像一个进程，但是内核绝对没有进程的数据结构task_struct，可以严格跟进程区分开 。自从创建init 进程之后，内核就不再主动占有cpu了。只有当进程主动要求和中断到来时，内核才动一动，很快又把cpu还给合适的进程，不是想象中的，以后台服务进程的形式存在。

Linux上进程分3种，内核线程（或者叫核心进程）、用户进程、用户线程

内核线程拥有 进程描述符、PID、进程正文段、核心堆栈
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
内核线程的bug直接影响内核，很容易搞死整个系统
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。

用户进程拥有 进程描述符、PID、进程正文段、核心堆栈 、用户空间的数据段和堆栈

用户线程拥有 进程描述符、PID、进程正文段、核心堆栈，同父进程共享用户空间的数据段和堆栈
用户线程也可以通过exec函数族拥有自己的用户空间的数据段和堆栈，成为用户进程。

 

前言：

从内核的角度来说，它并没有线程这个概念。Linux把所有线程都当做进程来实现。内核并没有准备特别的调度算法或者定义特别的数据结构来表示线程。相反，线程仅仅被视为一个与其他进程共享某些资源的进程。每个线程都拥有唯一属于自己的task_struct，所以在内核中，它看起来就像是一个普通的进程（只是该进程和其他一些进程共享某些资源，如地址空间）

一.内核线程

1.内核经常需要在后台执行一些操作。这种任务可以通过内核线程 （kernel thread）完成。

2.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，（实际它的mm指针被设置为NULL）

3.内核线程只在内核空间运行，从来不切换到用户空间去。内核进程和 普通进程一样，可以被调度，也可以被抢占

4.内核线程也只能由其他内核线程创建。在现有内核线程中创建一个新的内核线程的方法如下：

intkernel_thread(int (*fn)(void *),void *arg, unsigned long flags)

新的任务也是通过向普通的clone()系统调用传递特定的flags参数而创建的。在上面的函数返回时，父线程退出，并返回一个指向子线程task_struct的指针。子线程开始运行fn指向的函数，arg是运行时需要用到的参数。

5.一般情况下，内核线程会将它在创建时得到的函数永远执行下去（除非系统重启）。改函数通常由一个循环构成，在需要的时候，这个内核线程就会被唤醒和执行吗，完成了当前任务，它会自行休眠