Linux内核级线程研究
用户级线程和内核级线程
⽤户级线程和内核级线程1.内核级线程：（1）线程的创建、撤销和切换等，都需要内核直接实现，即内核了解每⼀个作为可调度实体的线程。
（2）这些线程可以在全系统内进⾏资源的竞争。
（3）内核空间内为每⼀个内核⽀持线程设置了⼀个线程控制块（TCB），内核根据该控制块，感知线程的存在，并进⾏控制。
在⼀定程度上类似于进程，只是创建、调度的开销要⽐进程⼩。
有的统计是1：102.⽤户级线程：（1）⽤户级线程仅存在于⽤户空间。
——>对⽐内核(3)（2）内核并不能看到⽤户线程。
——>重要的区别（3）内核资源的分配仍然是按照进程进⾏分配的；各个⽤户线程只能在进程内进⾏资源竞争。
图6-1(a)显⽰了⽤户级线程，图6-1(b)显⽰了内核级线程，X（点击查看⼤图）(a) ⽤户级线程（点击查看⼤图）(b) 内核级线程图6-1⽤户级线程驻留在⽤户空间或模式。
运⾏时库管理这些线程，它也位于⽤户空间。
它们对于操作系统是不可见的，因此⽆法被调度到处理器内核。
每个线程并不具有⾃⾝的线程上下⽂。
因此，就线程的同时执⾏⽽⾔，任意给定时刻每个进程只能够有⼀个线程在运⾏，⽽且只有⼀个处理器内核会被分配给该进程。
对于⼀个进程，可能有成千上万个⽤户级线程，但是它们对系统资源没有影响。
运⾏时库调度并分派这些线程。
如同在图6-1(a)中看到的那样，库调度器从进程的多个线程中选择⼀个线程，然后该线程和该进程允许的⼀个内核线程关联起来。
内核线程将被操作系统调度器指派到处理器内核。
⽤户级线程是⼀种'多对⼀'的线程映射。
内核级线程驻留在内核空间，它们是内核对象。
有了内核线程，每个⽤户线程被映射或绑定到⼀个内核线程。
⽤户线程在其⽣命期内都会绑定到该内核线程。
⼀旦⽤户线程终⽌，两个线程都将离开系统。
这被称作'⼀对⼀'线程映射，如图6-1(b)所⽰。
操作系统调度器管理、调度并分派这些线程。
运⾏时库为每个⽤户级线程请求⼀个内核级线程。
linux内核堆栈解析方法
在 Linux 系统中，内核堆栈（kernel stack）用于执行内核代码。
当发生操作系统内核崩溃、内核出现异常或需要调试时，理解和分析内核堆栈十分重要。
以下是分析 Linux 内核堆栈的常用方法：使用dmesg：当内核发生故障时，错误信息和堆栈追踪通常会输出到内核日志。
你可以使用 dmesg 命令查看内核日志中的堆栈追踪。
dmesg | grep -i stack操作系统崩溃时的系统日志：有时通过分析内核崩溃时的系统日志（如/var/log/syslog 或/var/log/messages、/var/log/kern.log）也可以找到有关堆栈信息。
使用 dump_stack() 函数：在内核代码中，你可以使用 dump_stack() 函数打印当前线程的堆栈信息。
这在调试内核代码时非常有用。
系统核心转储（Core Dump）：内核崩溃时，操作系统有时会生成系统核心转储文件。
你可以使用 GNU Debugger（GDB）来分析内核转储文件。
首先，安装 Linux 的调试符号表（debugging symbols），然后使用 gdb 命令加载符号表和内核转储文件，最后使用 bt（backtrace）命令查看堆栈追踪。
gdb path/to/vmlinux path/to/core_dump(gdb) bt请注意，要使内核生成核心转储文件，需要正确配置内核。
具体配置方法取决于你所使用的 Linux 发行版。
内核调试器（如 KGDB 和 KDB）：如果你正在研究内核问题，可以使用内核调试器 KGDB 或 KDB。
KGDB 是基于 GDB 的内核调试器，可以在源代码级别进行调试。
KDB 则是一个基于文本的内核调试器。
使用这些工具，你可以从内核级别设置断点、单步执行代码、检查内存内容和调用堆栈等。
通过以上方法可以帮助你分析 Linux 内核堆栈。
如何选择最佳方法取决于你的具体需求和问题。
在进行内核调试之前，请确保熟悉 Linux 操作系统和内核开发的基本知识。
linux操作系统体系结构
linux操作系统体系结构Linux操作系统采用了一种模块化的设计，它的体系结构可以分为用户空间和内核空间两个部分。
用户空间提供了用户与操作系统之间的接口，而内核空间则负责管理系统的资源和提供各种功能的实现。
内核空间是Linux操作系统的核心，它负责管理计算机的硬件资源、处理系统的中断和异常，并为用户空间提供各种系统调用的接口。
Linux的内核是一个可靠、高效、可扩展的设计，它能够运行在多种硬件平台上。
内核包括了许多模块，每个模块负责实现一个特定的功能，比如进程管理、内存管理、文件系统等。
进程管理是Linux内核的一个关键功能，它负责创建、调度和销毁进程，并为进程之间提供通信和同步机制。
Linux采用了基于时间片的多任务调度算法，使得多个进程可以共享处理器资源，提高系统的并发性能。
而且，Linux内核还支持多线程，使得一个进程可以创建多个线程并在多个处理器上同时执行，充分发挥多核处理器的性能。
内存管理是Linux内核的另一个重要功能，它负责分配和管理系统的物理内存和虚拟内存。
Linux采用了页式存储管理机制，将物理内存划分为固定大小的页面，每个页面可以映射到不同的虚拟地址空间。
这样就可以实现进程之间的内存隔离和共享，同时还提供了一些高级的内存管理功能，比如动态内存分配和内存回收。
文件系统是Linux内核的另一个重要组成部分，它负责管理文件和目录，并提供了对这些文件和目录的访问接口。
Linux支持多种文件系统，包括Ext4、XFS、Btrfs等。
文件系统还提供了一些高级功能，比如权限管理、元数据缓存和文件系统日志等。
除了上述功能之外，Linux还提供了许多其他的功能模块，比如网络协议栈、设备驱动程序、虚拟化和容器等。
这些功能模块使得Linux 成为一个功能丰富、可定制性强的操作系统。
用户空间位于内核空间之上，它提供了用户与操作系统之间的接口。
用户空间包含了一系列的应用程序和库，这些程序和库通过系统调用与内核进行通信。
Linux kernel 中的work queue原理
Linux kernel 中的work queue原理整理自/viewthread.php?tid=12& extra=page%3D1先简单快速总结一下，更详细的剖析后续用帖子编辑方式逐步完成。
分成两大部分:第一部分是用来执行work queue中每个节点上挂载的函数的内核线程，第二部分是从驱动程序的角度看work queue的使用。
第一部分worker_thread内核线程Linux系统启动期间会创建一名为worker_thread线程，该线程创建之后就处于sleep状态。
这里所谓的内核线程，从调度器的角度就是一可以调度的进程，从代码的表现形式看，就是一函数。
系统创建的这个worker_thread线程基于一workqueue_struct结构变量上（该结构体变量的成员name 为"events"）.关于worker_thread内核线程的创立过程：最开始由void __init init_workqueues(void)发起(Workqueue.c)，依次的关键调用节点分别是（为了便于叙述，在内核代码基础上略有改动，但不影响核心调用过程）create_workqueue("events");__create_workqueue((("events"), 0, 0);__create_workqueue_key("events", 0, 0, NULL, NULL);在__create_workqueue_key("events", 0, 0, NULL, NULL)中：1).首先创建一个struct workqueue_struct指针型变量*wq, wq->name = "events".这个新建的队列指针将被记录在全局变量keventd_wq中.workqueue_struct定义如下：struct workqueue_struct {struct cpu_workqueue_struct *cpu_wq;struct list_head list;const char *name;int singlethread;int freezeable; /* Freeze threads during suspend */#ifdef CONFIG_LOCKDEPstruct lockdep_map lockdep_map;#endif};2).把wq所在的队列节点加入到一名为workqueues的全局变量中(list_add(&wq->list, &workqueues)). 3).调用create_workqueue_thread()，最终调用kthread_create(worker_thread, cwq, fmt, wq->name, cpu)来生成内核线程worker_thread.Linux内核中最终是通过do_fork来生成内核线程(正如前面所说，这其实是个能被调度的进程，拥有自己的task_struct 结构)，这个过程在内核中是个比较复杂的过程，比较重要的节点总结如下：在当前进程下调用do_fork来生成一个新进程时，会大量copy当前进程的task_struct结构到新进程的task_struct变量中，新进程如果被调度运行，入口点（pc 值）是kernel_thread_helper函数，在该函数中会再次将pc 值设置为kernel_thread（）中的function指针，也就是在调用kernel_thread函数时第一参数所表示的函数。
用户态线程和内核态线程的区别
⽤户态线程和内核态线程的区别⽤户级线程“既然你已经看过线程的基本概念，那我就直接跳过这⼀部分了。
很久很久之前，线程的概念是出现了，但操作系统⼚商可不能直接就去修改操作系统的内核，因为对他们来说，稳定性是最重要的。
贸然把未经验证的东西加⼊内核，出问题了怎么办？所以想要验证线程的可⽤性，得另想办法。
”“我知道我知道，那些研究⼈员就编写了⼀个关于线程的函数库，⽤函数库来实现线程！”⼩⽩得意的说：“这个我刚刚在⽹上看到了。
”“是的，他们把创建线程、终⽌线程等功能放在了这个线程库内，⽤户就可以通过调⽤这些函数来实现所需要的功能。
”⼩明找了张纸，写上了⼏个函数：pthread_creat，pthread_exit ，pthread_join ，pthread_yield ，接着说：“这是⼏个重要的功能，我马上会讲到，你应该能⼤概猜出这些函数的功能吧？”“emmmm，让我想想，pthread_creat 是创建⼀个新线程，pthread_exit 是结束线程，pthread_join 嘛，我猜是准备运⾏，最后⼀个，我就不知道了。
”“不知道也没关系，⼀会你就清楚了。
”⼩明接着讲：“要知道，刚刚我们说的线程库，是位于⽤户空间的，操作系统内核对这个库⼀⽆所知，所以从内核的⾓度看，它还是按正常的⽅式管理。
”⼩⽩问道：“也就是说操作系统眼⾥还是只有进程喽？那我⽤线程库写的多线程进程，只能⼀次在⼀个 CPU 核⼼上运⾏？” （因为操作系统调度的是进程，每次只能调度不同的进程，所以同⼀个进程⾥的线程⽆法并⾏）⼩明点点头，说：“你说的没错，这其实是⽤户级线程的⼀个缺点，这些线程只能占⽤⼀个核，所以做不到并⾏加速，⽽且由于⽤户线程的透明性，操作系统是不能主动切换线程的，换句话讲，如果线程 A 正在运⾏，线程 B 想要运⾏的话，只能等待 A 主动放弃 CPU，也就是主动调⽤ pthread_yield 函数。
”注：对操作系统来说，⽤户级线程具有不可见性，也称透明性。
Linux下的多线程机制的分析与实现
Ｌｎｘ下 的多 线程 机 制 的分 析 与实现 ｉｕ
赵 东 ，周 卫 云２ ，赵 作人 ３
１０３ ；． ３０２２ 长春广顺 电子科技有 限公 司 ， 长春 吉林 １６３） １０４ １０２ ； ３０１ （． １长春 师范学 院计算机科 学与技 术学 院 ， 吉林长春
ｖｉ ＊ａ ：调 用此 函数 可以创建一 个新 的线程 ，新 线程创建 后执行 ｓｌ一ｒ ｔｅ ｏ ｄ ） ，￣ ｏ ｉ 指定 的程序 。其 中参数 ａｒ ｔ ａ ｕｎ ｔ ｔ 是 用户希望 创建线 程的属性 ，当为 Ｎ Ｌ Ｕ Ｌ时表示 以默认 的属性 创建 线程 。ａｇ 向 ｓｒ ｒ ｔｅ传递 的参数 。 ｒ是 ｔｔ ｏ ｉ ａ ｕｎ
Ｉ ｔｐｈ ｅ ｄ ｎ ｔｒａ ｐｈ ｅ ｄ ｔｒ ａ
—
—
ｊｉ ｐｈｅｄ—ｔｈ ａ ，ｖｉ ＊ ＊ｓ ｔ ） ｏ ｎ（ｔｒ ａ ｒｄ ｏ ｔｅ ｄ ｔｕ ：这 个 函数 的作 用 是 等待 一 个 线 程 的结 束 。调用 ａｓ ｄｔ ｈ（ｔｅｄ～ｔ ｔｅｄ ：参数 ｐ ｒ ｄ 表的线 程一 旦终 止 ，立 即释放 调该线 程 占有 的所 ｅｃ ｐ ｒ ａ ｈ ａ ｈ ａ） ｐｒ ｔｅ 代 ｈａ
的指 针 。
２ ２ 线程控 制 函数 ．
ｐｈ ｅ ｄ ｔｒａ
—
ｓｌ ｖｉ） － ｅ ｆ（ｏ ：为了区 分线 程 ，在 线程 创 建 时 系统 为 其分 配 一个 唯一 的 Ｉ 号 ，由 ｐ ｒ ｄ ｄ Ｉ ） ｔｅ ｈａ
—
ｃｅ ｅ ｒ ａｔ
（ ）返 回给 调用者 ，也可 以通 过 ｐ ｒ ｄ ｓｌ ）获取 自己的线 程 Ｉ。 ｔｅ — ｅ ｈａ ｆ（ Ｄ
究。
・
３６ ・
linux内核无锁队列原理
linux内核无锁队列原理Linux内核无锁队列原理在Linux内核中，无锁队列是一种常见的数据结构，用于在多线程环境下进行高效的数据交换。
相比于传统的有锁队列，无锁队列不需要进行加锁操作，可以减少线程之间的竞争，提高系统的并发性能。
本文将介绍Linux内核中无锁队列的原理及实现方式。
无锁队列的原理主要基于CAS（Compare-and-Swap）指令，这是一种原子操作，可以用来实现无锁算法。
在Linux内核中，常用的CAS指令是`__sync_bool_compare_and_swap`，它可以在一个操作中比较内存中的值和一个期望值，如果相等则将新值写入内存。
使用CAS指令可以实现原子性的操作，避免了多线程并发访问时的数据竞争。
在Linux内核中，无锁队列通常由一个头指针和一个尾指针组成，头指针指向队列的头部，尾指针指向队列的尾部。
当一个线程要入队时，首先通过CAS指令尝试将数据插入到队列的尾部，如果成功则更新尾指针，如果失败则重试。
同样，当一个线程要出队时，也是通过CAS指令将数据从队列的头部取出，更新头指针。
无锁队列的实现需要考虑一些细节问题，比如ABA问题。
ABA问题指的是在一个线程读取数据A后，另一个线程将数据A修改为B，然后再修改为A，这时第一个线程可能无法察觉到数据的变化。
为了解决ABA问题，可以使用带有版本号的指针来标记数据的变化，每次CAS操作成功后都会增加版本号，这样就可以避免ABA问题。
无锁队列的实现还需要考虑内存屏障的使用。
内存屏障是一种硬件指令，可以确保指令的执行顺序，防止编译器或处理器对指令进行重排序。
在无锁队列中，内存屏障可以保证CAS操作的原子性，避免在多核处理器上出现数据不一致的情况。
总的来说，Linux内核中的无锁队列是一种高效的数据结构，可以在多线程环境下提高系统的并发性能。
通过CAS指令、ABA问题的处理和内存屏障的使用，可以实现无锁队列的原子性操作，避免数据竞争和重排序的问题。
linux内核线程
kthreadd_task是个什么玩意?这是在本文件头部声明的一个全局进程描述符,
在main.c中的rest_init里初始化:
for (;;) {
代码：
#include <linux/kthread.h>
#include <linux/module.h>
#ifndef SLEEP_MILLI_SEC
#define SLEEP_MILLI_SEC(nMilliSec)\
do { \
long timeout = (nMilliSec) * HZ / 1000; \
{
SLEEP_MILLI_SEC(1000);
printk("%s\n",mydata);
}
kfree(mydata);
return 0;
}
static int __init init_kthread(void)
{
MyThread = kthread_run(MyPrintk,"hello world","mythread");
函数说明：
kthread_create：创建线程。
struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data),void *data,const char *namefmt, ...);
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。
Linux线程机制研究
中期 。现在 ， 多线 程 技术 已经被 许多 操 作 系统 所支
持 ， 括 Ｗｉｄ ｗｓＮＴ／ Ｏ ０和 Ｌｎ ｘ 包 ｎｏ ２０ ｉｕ 。
在 Ｌｎ ｘ ２ ２内核 中， 程 是 通 过 系 统 调 用 ｉｕ ． 进
ｆｒ ｏ ｋ创 建 的 ， 的进 程是 原 来进 程 的 子进 程 。需要 新
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎｕ ｒ ａ ｅ ｈ ｎｉ ｍ ｓ ａ ｃ ｎ Ｌｉ ｘ Ｔｈ ｅ ｄｓ Ｍ ｃ ａ ｓ
ＬＥＩＭ ｉ ｇ— ｈ ＺＨＡＮＧ ｎｇ ｎ ｚ ｅ， Ｙｏ
（ ｒｈ Ａｕ ｏ ｔ ｎ ｒ ｌＴｅ ｈ ｉ ｕ ｓａ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ Ｔａ ｙ ａ ３ ０ ６ Ｃｈ ｎ Ｎｏ ｔ ｔ ｍａ ｉ Ｃｏ ｔｏ ｃ ｎ ｑ ｅＲｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｓｉ ｔ ， ｉ ｕ ｎ ０ ０ ０ ， ｉ ａ） ｃ ｔ
Ｌ ｎ ｘ进 入企业级 市 场的一 大因素 。 ｉｕ Ｌ ｎ ｘ ２ ４内核 消 除 了 这个 限 制 ， 且 允 许 在 ｉｕ ． 并 系统运 行 中动 态调整 进程数 上 限。 因此 ， 进程数 现在
绪、 阻塞 和运行 三种基本 状态 。
说 明的是 ， Ｌ ｎ ｘ ２ ２ Ｘ中， 存在 真正 意义 上 的 在 ｉｕ ． ． 不
线 程 ， ｉｕ Ｌｎ ｘ中常 用 的线 程 Ｐ ｈｅ ｄ实 际 上 是 通 过 ｔｒａ 进程 来模拟 的 。 就是说 ， ｉｕ 也 Ｌ ｎ ｘ中的线 程也是 通过 ｆｒ ｏｋ创建 的 ， 轻” 程 。Ｌ ｎ ｘ２ ２缺 省 只允许 ４ 是“ 进 ｉｕ ． ０ ６个进 程／ 程 同时运行 ， 高端 系统 同时要 服务 ９ 线 而 上千 的用户 ， 以这显 然是一 个 问题 。 一度是 阻碍 所 它
略 。 单分 析 了一 般 线 程 机 制 ， 细 分 析 了 ｌ ｕ 简 详 ｉ ｘ线 程思 想 及 在 内核 中 的 实 现 ， 括 ｌ ｕ ｎ 包 ｉ ｘ线 程 描 述 数 据 结构 ， 理 线 程 机 制 和 ｎ 管 策 略 ， 程 栈 结 构 ， 程 ｉ 进 程 ｉ 创 建 和 分 配 ，ｉｕ 线 线 ｄ和 ｄ的 Ｌｎ ｘ线 程 实 现 方 法 。 关键词 ： 程 ， 线 内核 ，ｎ ｘ ｌ ｕ ｉ 中 图 分 类号 ： ３ ６ ＴＰ １ 文献标识码 ： Ａ
linux中的进程管理函数kthreadd的作用
在Linux中，`kthreadd` 是一个特殊的内核线程，它的主要作用是管理其他内核线程。
具体来说，`kthreadd` 负责创建、调度和销毁内核线程。
以下是`kthreadd` 的主要功能：
1. **创建内核线程**：当系统需要一个新的内核线程时，例如当某个系统调用或内核操作需要异步执行时，`kthreadd` 会被调用以创建新的内核线程。
2. **调度内核线程**：`kthreadd` 负责调度内核线程的执行。
它会根据线程的优先级和其他调度参数来决定哪个线程应该在下一个时间片内执行。
3. **销毁内核线程**：当某个内核线程不再需要时，`kthreadd` 会负责销毁它。
这包括释放线程的资源，并将其从调度队列中移除。
需要注意的是，`kthreadd` 自身也是一个内核线程。
这意味着它是由另一个更高层的进程或内核线程创建和调度的。
通常，这个高层级的进程是系统初始化过程中的一部分，或者是由于某种需要而被调度的（例如，当一个用户空间进程通过系统调用请求内核执行某些任务时）。
总之，`kthreadd` 是Linux内核中的一个重要组件，它负责管理
其他内核线程的创建、调度和销毁，从而确保系统的正常运行。
kthread_run 例子
[标题]：深入解析kthread_run函数的使用方法【摘要】：本文将介绍kthread_run函数的概念、使用方法和实际应用场景，帮助读者深入理解Linux内核中的线程调度机制。
1. 什么是kthread_run函数？在Linux内核中，kthread_run函数是用于创建和管理内核线程的函数之一。
内核线程是在内核态运行的轻量级进程，它们通常被用于执行一些后台任务或者处理一些不需要用户交互的工作。
kthread_run 函数是基于内核中的kthread API实现的，它允许开发人员在内核空间创建和管理线程，从而可以在内核态执行一些需要长时间运行的任务，而不会占用过多的系统资源。
2. kthread_run函数的使用方法使用kthread_run函数很简单，只需要传入一个指向线程函数的指针和一个指向传递给线程函数的参数的指针即可。
线程函数是一个普通的C函数，用于执行线程的具体逻辑，参数则可以用于传递需要的数据给线程函数。
开发人员还可以通过设置不同的线程属性来指定线程的优先级、调度策略以及绑定CPU等。
```c// 使用kthread_run函数创建内核线程struct task_struct *kthread_run(int (*threadfn)(void *data), void*data, const char *namefmt, ...);```3. kthread_run函数的实际应用场景kthread_run函数广泛应用于Linux内核中的各种模块和子系统中，例如网络子系统、文件系统和驱动程序等。
在网络子系统中，可以使用kthread_run函数创建专门用于数据包处理的线程，以避免阻塞网络服务进程。
在文件系统中，可以使用kthread_run函数创建用于数据同步和清理的线程，以提高文件系统的性能和稳定性。
在驱动程序中，可以使用kthread_run函数创建用于设备管理和状态监测的线程，以提供更完善的设备控制功能。
操作系统线程及线程调度
操作系统线程及线程调度本⽂是《go调度器源代码情景分析》系列第⼀章预备知识的第8⼩节。
要深⼊理解goroutine的调度器，就需要对操作系统线程有个⼤致的了解，因为go的调度系统是建⽴在操作系统线程之上的，所以接下来我们对其做⼀个简单的介绍。
很难对线程下⼀个准确且易于理解的定义，特别是对于从未接触过多线程编程的读者来说，要搞懂什么是线程可能并不是很容易，所以下⾯我们抛开定义直接从⼀个C语⾔的程序开始来直观的看⼀下什么是线程。
之所以使⽤C语⾔，是因为C语⾔中我们⼀般使⽤pthread线程库，⽽使⽤该线程库创建的⽤户态线程其实就是Linux操作系统内核所⽀持的线程，它与go语⾔中的⼯作线程是⼀样的，这些线程都由Linux内核负责管理和调度，然后go语⾔在操作系统线程之上⼜做了goroutine，实现了⼀个⼆级线程模型。
#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <pthread.h>#define N (1000 * 1000 * 1000)volatile int g=0;void* start(void*arg){int i;for(i=0; i<N; i++) {g++;}return NULL;}int main(int argc, char* argv[]){pthread_t tid;// 使⽤pthread_create函数创建⼀个新线程执⾏start函数pthread_create(&tid, NULL, start, NULL);for(;;) {usleep(1000*100*5);printf("loop g: %d\n", g);if(g==N) {break;}}pthread_join(tid, NULL); // 等待⼦线程结束运⾏return0;}该程序运⾏起来之后将会有2个线程，⼀个是操作系统把程序加载起来运⾏时创建的主线程，另⼀个是主线程调⽤pthread_create创建的start ⼦线程，主线程在创建完⼦线程之后每隔500毫秒打印⼀下全局变量 g 的值直到 g 等于10亿，⽽start线程启动后就开始执⾏⼀个10亿次的对g ⾃增加 1 的循环，这两个线程同时并发运⾏在系统中，操作系统负责对它们进⾏调度，我们⽆法精确预知某个线程在什么时候会运⾏。
linux内核中的workqueue_和work_使用方法__示例及解释说明
linux内核中的workqueue 和work 使用方法示例及解释说明1. 引言1.1 概述Linux内核是操作系统的核心，工作队列（workqueue）和work是其重要的组成部分。
工作队列提供了一种异步机制，用于处理长时间运行的任务或者需要在后台执行的任务。
而work则是具体的任务对象，通过将任务封装为work对象，可以方便地在工作队列中进行调度和管理。
1.2 文章结构本文将详细介绍Linux内核中的工作队列（workqueue）和work的使用方法，并通过示例和解释说明来展示其具体应用。
文章分为五个部分：引言、Workqueue和Work基础知识、Workqueue使用方法、Work使用方法和示例说明以及结论与展望。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解Linux内核中工作队列和work的概念以及它们的使用方法。
通过深入解析其原理和实践案例，读者可以掌握如何利用工作队列和work来进行高效地后台任务处理，并为未来的研究和应用提供思路和参考。
2. Workqueue和Work基础知识:2.1 Workqueue介绍:Workqueue是Linux内核中的一种机制，用于管理和执行工作任务。
它是一种异步处理的机制，可以在后台处理一些耗时的操作，而不会阻塞系统或其他任务的执行。
2.2 Work介绍:Work是由Workqueue管理的工作任务。
每个Work代表一个需要在后台执行的具体工作。
一个Work可以被认为是一段代码，在特定条件或事件发生时被调用执行。
2.3 Work之间的关系:Workqueue可以创建和管理多个Work任务。
当某个条件满足时，例如硬件中断发生或定时器超时，Workqueue会从任务队列中选择一个可用的Work，并将其分配给空闲的内核线程来运行，以完成相应的工作。
在这个过程中，多个Work之间不存在直接依赖关系。
每个Work都是独立地被分配、执行和管理。
它们并行运行，并且不需要等待其他Work的完成。
Linux实验总结分析报告
Linux实验总结分析报告SA20225405 苏俊杰作业要求：1、请您根据本课程所学内容总结梳理出⼀个精简的Linux系统概念模型，最⼤程度统摄整顿本课程及相关的知识信息，模型应该是逻辑上可以运转的、⾃洽的，并举例某⼀两个具体例⼦（⽐如读写⽂件、分配内存、使⽤I/O驱动某个硬件等）纳⼊模型中验证模型。
2、然后将⼀个应⽤程序放⼊该系统模型中系统性的梳理影响应⽤程序性能表现的因素，并说明原因。
3、产出要求是发表⼀篇博客⽂章，长度不限，1要简略，2是重点，只谈⾃⼰的思考和梳理。
1.精简的Linux系统概念模型Linux操作系统：通俗的操作系统主要是包含软件和硬件两部分统⼀运⾏的，并由操作系统来统⼀管理硬件的软件系统，⽽linux是⼀个基于POSIX的多⽤户、多任务、⽀持多线程和多CPU的操作系统。
Linux系统主要包含4个主要部分：内核、shell、⽂件系统和应⽤程序。
其中内核、shell和⽂件系统⼀起形成了基本的操作系统结构，它们使得⽤户可以运⾏程序、管理⽂件并使⽤系统。
Linux操作系统相对于其他操作系统的特点是万物皆可看做⽂件，⽆论是软件资源还是硬件资源都看做⽂件进⾏操作。
Linux操作系统被抽象为不同的层级和模块，如下图所⽰。
如果让我们把Linux系统再精简些，就是下图所⽰的模样：如图中所⽰，我们可以看到，内核直接与硬件打交道，并给上层应⽤提供系统调⽤，让他们间接的使⽤硬件资源。
shell似乎Linux系统中⽅便⼈机交互的界⾯软件，库函数不属于Linux内核，但是它封装了基本的功能供⼈使⽤，提⾼了编程效率。
2.进程管理进程管理是linux系统的核⼼部分，在Linux内核中⽤⼀个数据结构struct task_struct来描述进程，直接或间接提供了进程相关的所有信息。
struct task_struct的结构包括了进程的状态、进程双向链表的管理，以及控制台tty、⽂件系统fs的描述、进程打开⽂件的⽂件描述符files、内存管理的描述mm，还有进程间通信的信号signal的描述等内容。
linux内核开启线程的方法
linux内核开启线程的方法（原创版4篇）《linux内核开启线程的方法》篇1在Linux 内核中，开启线程的方法可以通过创建一个新的线程或者利用线程池来实现。
1. 创建新线程创建新线程的方法可以通过调用kernel/thread.c 中的函数来实现。
具体来说，可以调用以下函数来创建一个新的线程：- kernel/thread.c:thread_create() 函数：创建一个新的线程，并将其插入到线程调度队列中。
- kernel/thread.c:thread_new() 函数：创建一个新的线程，并将其插入到线程调度队列中，同时返回线程ID。
- kernel/thread.c:thread_start() 函数：启动一个新的线程，并将其插入到线程调度队列中。
2. 利用线程池Linux 内核中提供了线程池机制，可以通过调用kernel/sched/core.c 中的函数来创建和启动一个新的线程。
具体来说，可以调用以下函数来创建和启动一个新的线程：- kernel/sched/core.c:sched_thread_pool_create() 函数：创建一个新的线程池。
- kernel/sched/core.c:sched_thread_pool_run() 函数：启动一个新的线程，并将其加入到线程池中。
- kernel/sched/core.c:sched_thread_pool_stop() 函数：停止一个线程池。
需要注意的是，在Linux 内核中，线程的创建和启动是由内核代码来实现的，用户空间程序不能直接创建和启动线程。
《linux内核开启线程的方法》篇2在Linux 内核中，开启线程的方法可以通过系统调用或是内核模块来实现。
其中，使用系统调用来开启线程的是用户态程序，而使用内核模块来开启线程的是内核态程序。
对于用户态程序，可以使用clone 系统调用来创建一个新的线程。
clone 系统调用会使用一个已有的线程作为模板来创建一个新的线程，新线程会复制原线程的所有属性，如进程描述符、PID、进程正文段、核心堆栈等。
内核支持线程的实现方法
内核支持线程的实现方法线程是指在一个进程中，执行不同的程序流，每个程序流有自己的执行上下文和堆栈。
在多线程环境中，多个线程共享进程的资源，可以具有独立的执行流程，提高了程序的效率和并发能力。
内核支持线程是操作系统中的一项重要功能，本文将介绍内核支持线程的实现方法。
线程实现内核支持用户级线程和内核级线程的实现方式。
例如，在现代的 Linux 操作系统中，使用 POSIX 线程库来实现用户级线程，使用内核线程实现内核级线程。
用户级线程是由应用程序实现的，独立于内核空间。
每个线程都有自己的堆栈和寄存器等状态信息，不需要内核支持。
在实现用户级线程时，需要考虑以下问题：1. 线程执行的上下文切换：线程在执行时需要保存当前的执行状态，例如 CPU 寄存器、堆栈等信息。
在切换到另一个线程时，需要保存上一个线程的状态并恢复新的线程的状态。
2. 线程调度：根据不同的调度算法，选择下一个要执行的线程。
例如，使用轮转法实现线程轮流执行，使用抢占式调度方法实现优先级调度。
3. 与线程同步和互斥：不同的线程在共享同一个资源时，需要进行同步和互斥，以防止冲突和竞争条件的出现。
例如，使用互斥锁和信号量等机制来保护共享资源。
4. 线程的创建和销毁：应该提供创建和销毁线程的接口，以便用户程序管理线程的生命周期。
内核级线程是由内核实现的，能够进行更为灵活的线程调度和同步方式。
在实现内核级线程时，需要考虑以下问题：1. 线程执行的上下文切换：与用户级线程类似，内核级线程在执行时需要保存当前的状态并进行上下文切换。
不同的是，内核级线程需要考虑更多的硬件及系统资源方面的问题，如页表切换以及进程间调度和通信等问题。
2. 线程调度：内核级线程可以使用更加高级的调度算法，例如实时调度或者针对多核心处理器的调度算法等。
此外，内核级线程可以利用更多的硬件资源进行线程调度，以实现更高效的操作。
3. 与线程同步和互斥：内核级线程可以使用硬件机制来进行同步和互斥，例如微处理器上的原子操作指令等。
linux中的进程管理函数kthreadd的作用 -回复
linux中的进程管理函数kthreadd的作用-回复kthreadd是一个Linux内核中的进程管理函数，其作用在于管理和创建内核线程。
本文将详细介绍kthreadd的作用、实现原理以及它在Linux 系统中的重要性。
一、kthreadd的作用kthreadd作为一个进程管理函数，在Linux系统中担当着重要的角色。
它负责创建内核线程并管理它们的生命周期。
内核线程是在内核空间中运行的线程，与常规的用户线程有所不同。
1. 创建内核线程kthreadd的首要任务是创建内核线程。
当需要在内核空间中执行一些特定任务时，内核线程的创建是必不可少的。
例如，内核线程可以用于定期轮询硬件设备状态、保存系统日志或在系统启动时执行必要的初始化任务等。
2. 管理内核线程的生命周期kthreadd不仅负责内核线程的创建，还要管理它们的生命周期。
这包括对线程的调度和终止等操作。
通过合理的调度机制，kthreadd能够确保内核线程按照优先级顺序执行，并在需要时及时终止与回收这些线程。
3. 为内核提供服务内核线程对于Linux内核来说非常重要，它们能够为内核提供多样化的服务。
例如，Linux内核使用内核线程来处理硬件中断、信号传递和文件系统的管理等工作。
kthreadd的作用就是通过创建、管理和调度这些内核线程，为内核提供良好的运行环境。
二、kthreadd的实现原理要了解kthreadd的实现原理，首先需要了解一些Linux系统调度的基本原则和机制。
1. 基于调度类Linux内核将进程和线程分为各种调度类。
每个调度类有不同的调度策略和优先级。
内核线程属于实时调度类，它们的优先级较高，能够更快地获得CPU资源。
2. 创建内核线程kthreadd首先通过调用kthread_create()函数来创建内核线程。
该函数接收一个函数指针作为参数，这个函数是内核线程要执行的内容。
然后，kthreadd根据指定的调度类和优先级，将创建的内核线程放入相应的调度队列中。
Linux内核的进程创建和执行
的同步运行避免 了堆栈被破 坏 。内核态线程 是 由 ｋｒｅ Байду номын сангаасｒａ ｅ ｌｈｅｄ ｎ ＿ （创建的 ，它没有 自己的内存 管理结构 ，需要和其它进程共享 ）
ｃｒ ｎ ｕｒ ｔ是 通 过 调 用 ｇｔ ｕｒ ｔ ｅ ｅ ｃ ｒ ｎ（）函 数 获 取 当 前 进 程 ＿ ｅ
ｇ ｔｆｅ ｐ ｇ ｓ ＧＦ ＿ Ｅ ｅ ＿ ｒ ｅ ａ ｅ （ Ｐ Ｋ ＲＮＥＬ １） ． ）
＿
这 个宏 定 义 通过 调 用 内存 页 分配 器 获 得 一 个 ８ Ｂ的 页 Ｋ 块 ，ｔｓ＿ ｍｃ 的地址在 其起 始部分 。同时 ，根据 以前对 Ｌｎｘ ａｋｓ ｔ ｔ ｉｕ 内存 管理 中的 页分配器 的分 析 可知 ，这个 地址 是相 对 于 ８ Ｂ Ｋ
个线程 ，并 且共享进程 资源 。Ｌｎ ｘ内核实现 了完善 的进程机 ｉｕ
制 ，但是并没有真正的线程机 制 ，即使 有所谓 的线程 ，也只是
指 轻 量 级 进 程 （ｉ ｔＷｅ ｈ Ｐｏｅｓ Ｌｇ ｉ ｔ ｒ ｓ，简 称 Ｌ ） 而 它 也 是 用 ｈ ｇ ｃ ＷＰ ，
进程机制实现的。何 谓轻量级 进程呢？其实就是没有 自己独立
（一８１ ＵＬ ） ９１ ） ：
ｒ ｕｒ ｕｒｅｎ ； ｅｔ ｎｃ ｒ ｔ
内核 态堆 栈 分 配 在 同一 个 ８ Ｂ页块 （ 连 续 页 ） ，其 中 Ｋ ２个 上
）
维普资讯
ｇｔ ｕｒｎ（ 函数 首 先 定 义 了一 个 指 针 变 量 ｃｒ ｎ，然 后 ｅ ｃｒ ｔ） ＿ ｅ ｕｒ ｔ ｅ
运 行时要 向父 进程发送 ＳＧ Ｌ Ｉ Ｈ Ｄ信号 。ｖｏ （ 系统 调用 一般 与 ｆｋ ） ｅｅｖ （调用 紧密结合使用 ，从而 使子线程创建后很快 就能运 ｘｃｅ ）
linux课程设计报告
《Linux操作系统》课程设计报告题目：Linux对进程和线程的治理机制研究所在院系：软件学院完成学生： zhangsan 运算机科学与技术指导教师： lisi 完成日期： 2012年 6 月 6 日目录1. 课程设计题目概述 (1)2. 研究内容与目的 (4)3. 研究报告 (5)4. 总结 (17)1. 课程设计题目概述Linux是一个多用户多任务的操作系统。
多用户是指多个用户能够在同一时刻利用运算机系统；多任务是指Linux能够同时执行几个任务，它能够在还未执行完一个任务时又执行另一项任务。
操作系统治理多个用户的请求和多个任务。
大多数系统都只有一个CPU和一个主存，但一个系统可能有多个二级存储磁盘和多个输入/输出设备。
操作系统治理这些资源并在多个用户间共享资源，当您提出一个请求时，给您造成一种假象，仿佛系统只被您独自占用。
而事实上操作系统监控着一个等待执行的任务队列，这些任务包括用户作业、操作系统任务、邮件和打印作业等。
操作系统依照每一个任务的优先级为每一个任务分派适合的时刻片，每一个时刻片大约都有零点几秒，尽管看起来很短，但事实上已经足够运算机完成成千上万的指令集。
每一个任务都会被系统运行一段时刻，然后挂起，系统转而处置其他任务；过一段时刻以后再回来处置那个任务，直到某个任务完成，从任务队列中去除。
Linux系统上所有运行的东西都能够称之为一个进程。
每一个用户任务、每一个系统治理守护进程，都能够称之为进程。
Linux用分时治理方式使所有的任务一起分享系统资源。
咱们讨论进程的时候，可不能去关切这些进程究竟是如何分派的，或是内核如何治理分派时刻片的，咱们所关切的是如何去操纵这些进程，让它们能够专门好地为用户效劳。
在Linux中，每一个进程在创建时都会被分派一个数据结构，称为进程操纵块（Process Control Block，简称PCB）。
PCB中包括了很多重要的信息，供系统调度和进程本身执行利用，其中最重要的莫过于进程ID（process ID）了，进程ID也被称作进程标识符，是一个非负的整数，在Linux操作系统中唯一地标志一个进程，在咱们最常利用的I386架构（即PC利用的架构）上，一个非负的整数的转变范围是0-32767，这也是咱们所有可能取到的进程ID。
linux多核运行原理
linux多核运行原理Linux是一个开源的操作系统内核，它的设计理念之一就是支持多核处理器。
多核处理器是一种在一个芯片上集成多个处理核心的处理器，它能够在同一个时间周期内执行多个线程，从而提高系统的处理能力和性能。
Linux多核运行原理主要包括进程调度、多线程并发执行和内核同步等几个方面。
1.进程调度：在Linux中，进程是系统中资源分配和执行的基本单位。
当系统中有多个进程需要运行时，Linux内核通过进程调度器来选择下一个要运行的进程。
进程调度器负责决定将进程分配给哪个核心进行执行，以实现负载均衡和提高系统性能。
2.多线程并发执行：Linux支持多线程并发执行，这意味着多个线程可以在同一个进程中同时执行。
多线程可以提高程序的并发性和响应性能。
在多核系统中，每个处理核心可以同时执行一个或多个线程，从而实现并行计算。
Linux创建线程的原理是通过在进程中创建多个轻量级的执行单元，每个线程独立执行自己的代码段，并共享相同的数据段和进程资源。
线程之间通过同步机制（如互斥锁、条件变量等）来保证数据的一致性和正确性。
3.内核同步：多核系统中，多个核心可以同时访问共享内存，因此需要采取适当的同步机制来保证数据的一致性和正确性。
Linux采用了多种同步原语来实现内核同步。
其中，最常用的是自旋锁和互斥锁。
自旋锁是一种忙等待锁的机制，在一个核心获得锁的同时，其他核心将循环等待直到锁被释放。
互斥锁则是一种阻塞等待锁的机制，当一个核心尝试获取锁时，如果锁已经被其他核心占用，则该核心会被阻塞，直到锁被释放。
此外，Linux还提供了信号量、条件变量、读写锁等同步原语，以满足不同场景下的同步需求。
总的来说，Linux多核运行原理通过进程调度、多线程并发执行和内核同步等机制，充分利用多核处理器的计算能力和资源，提高系统的性能和响应性能。
这也是为什么Linux在服务器领域和高性能计算领域得到广泛应用的原因。