Linux内核线程

内核线程是直接由内核本身启动的进程。内核线程实际上是将内核函数委托给独立的进程，与系统中其他进程“并行”执行（实际上，也并行于内核自身的执行），内核线程经常被称为内核“守护进程”。它们主要用于执行下列任务：

l  周期性地将修改的内存页与页来源块设备同步。

l  如果内存页很少使用，则写入交换区。

l  管理延时动作

l  实现文件系统的事务日志。

 

内核线程主要有两种类型：

1． 线程启动后一直等待，直至内核请求线程执行某一特定操作。

2． 线程启动后按周期性间隔运行，检测特定资源的使用，在用量超出或低于预置的限制时采取行动。

 

内核线程由内核自身生成，其特点在于：

1． 它们在CPU的管态执行，而不是用户态。

2． 它们只可以访问虚拟地址空间的内核部分（高于TASK_SIZE的所有地址），但不能访问用户空间。

 

task_struct进程描述符中包含两个跟进程地址空间相关的字段mm, active_mm，对于普通用户进程来说，mm指向虚拟地址空间的用户空间部分，而对于内核线程，mm为NULL。

 

active_mm主要用于优化，由于内核线程不与任何特定的用户层进程相关，内核并不需要倒换虚拟地址空间的用户层部分，保留旧设置即可。由于内核线程之前可能是任何用户层进程在执行，故用户空间部分的内容本质上是随机的，内核线程决不能修改其内容，故将mm设置为NULL，同时如果切换出去的是用户进程，内核将原来进程的mm存放在新内核线程的active_mm中。假如内核线程之后运行的进程与之前是同一个，内核并不需要修改用户空间地址表，TLB中 信息仍然有效；只有在内核线程之后执行的进程与此前用户层进程不同时，才需要切换，并清除对应TLB数据。

 

内核线程可以通过两种方式实现：

1． 将一个函数传递给kernel_thread，该函数接下来负责帮助内核调用daemonize已转换为守护进程，具体包括下列操作：

l  该函数释放其父进程的所有资源，不然这些资源会一直锁定直到线程结束。

l  阻塞信号的接收。

l  将init用作守护进程的父进程。

2． 创建内核更常用的方法是辅助函数kthread_create，该函数创建一个新的内核线程。最初线程是停止的，需要使用wake_up_process启动它。或使用kthread_run，与kthread_create不同的是，其创建新线程后立即唤醒它。

 

通过ps fax命令查看系统中运行的内核线程信息。