如何理解內(nèi)核線程執(zhí)行在用戶模式下，什么樣的情景會(huì)用到？

jonas_mao

文檔上的一段話

1. “A kernel thread runs in user mode environment when executing user functions or library calls”

復(fù)制代碼

，這里應(yīng)該怎么理解，哪種情形會(huì)用到，是在系統(tǒng)初始化的時(shí)候，內(nèi)核調(diào)用init來初始化用戶數(shù)據(jù)？


在用戶模式要訪問內(nèi)核數(shù)據(jù)是通過系統(tǒng)調(diào)用這個(gè)中轉(zhuǎn)，那么系統(tǒng)調(diào)用能作為內(nèi)核到用戶的中轉(zhuǎn)嗎？（使內(nèi)核再次陷入內(nèi)核態(tài)？）

wait_rabbit

就是系統(tǒng)調(diào)用的時(shí)候。

jonas_mao

是說內(nèi)核里的線程也可以使用系統(tǒng)調(diào)用嗎？
還是說用戶使用系統(tǒng)調(diào)用，當(dāng)在內(nèi)核的時(shí)候相當(dāng)于內(nèi)核線程來執(zhí)行用戶的function或者lib，但這時(shí)候的內(nèi)核線程執(zhí)行的環(huán)境應(yīng)該是內(nèi)核態(tài)，不是用戶態(tài)。存疑。

能否詳解下！
回復(fù) 2# wait_rabbit


   

yimeng4a309

回復(fù) 1# jonas_mao
ksoftirqd 就是一個(gè)內(nèi)核線程
負(fù)責(zé)維護(hù)軟件中斷重新觸發(fā)的軟中斷  和 用戶進(jìn)程之間的調(diào)度。保證軟中斷過多時(shí)，用戶進(jìn)程也能得到調(diào)度

只所以ksoftirqd運(yùn)行在 進(jìn)程上下文，是因?yàn)檫M(jìn)程才有調(diào)度的概念。中斷沒有調(diào)度的概念。比如你在一個(gè)中斷中發(fā)生調(diào)度了，那么就回不去了。因?yàn)橹袛酄顟B(tài)cpu沒有保存任何id相關(guān)信息。但進(jìn)程調(diào)度前 會(huì) 保存進(jìn)程id以及寄存器等環(huán)境狀態(tài)

只所以運(yùn)行在內(nèi)核態(tài)而不是用戶態(tài)。是因?yàn)橹挥羞\(yùn)行在內(nèi)核態(tài)才能訪問 內(nèi)核空間。用戶態(tài)無法訪問內(nèi)核空間
但與一般進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)入內(nèi)核態(tài)不一樣的是。進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)入內(nèi)核態(tài)后，可以訪問用戶空間和內(nèi)核空間。
但是內(nèi)核態(tài)線程僅僅只能訪問內(nèi)核空間

   

jonas_mao

抱歉現(xiàn)在才看到，你說的進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)入內(nèi)核態(tài)，可以訪問用戶數(shù)據(jù)和內(nèi)核數(shù)據(jù)，這里是通過哪種方式訪問用戶數(shù)據(jù)的，是系統(tǒng)調(diào)用所帶的參數(shù)？

你說的ksoftirqd 是在調(diào)度用戶進(jìn)程的時(shí)候進(jìn)入user mode 嗎？
回復(fù) 4# yimeng4a309


   

kiongf

回復(fù) 1# jonas_mao


    內(nèi)核線程可以通過call_usermodehelper()函數(shù)調(diào)用應(yīng)用層的程序，有一個(gè)場景是cgroup需要調(diào)用應(yīng)用層程序cgroup release agent程序

yimeng4a309

回復(fù) 5# jonas_mao
你說的進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)入內(nèi)核態(tài)，可以訪問用戶數(shù)據(jù)和內(nèi)核數(shù)據(jù)，這里是通過哪種方式訪問用戶數(shù)據(jù)的，是系統(tǒng)調(diào)用所帶的參數(shù)？
很多系統(tǒng)調(diào)用是封裝好的。具體的方式可以自己上網(wǎng)搜索下。關(guān)鍵看你的需求。如insmod 就可以通過參數(shù)傳遞給內(nèi)核
一般自己傳遞數(shù)據(jù)給內(nèi)核常用的系統(tǒng)調(diào)用有，socket 和ioctl。ioctl是同步通信方式，應(yīng)用層和內(nèi)核交互時(shí)需阻塞，對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳遞接口是在內(nèi)核 使用 copy_from_user和copy_to_user
來訪問用戶空間數(shù)據(jù)
當(dāng)然現(xiàn)在內(nèi)核普遍喜歡使用的 傳遞方式是基于socket的netlink。netlink可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)核主動(dòng)通知 應(yīng)用，和應(yīng)用主動(dòng)通知內(nèi)核的異步通信方式，而且接口跟socket編程差不多。經(jīng)過實(shí)測netlink內(nèi)核端使用的鎖跟進(jìn)程上下文使用的鎖一致。不過netlink雖然工作在進(jìn)程上下文，但應(yīng)該不屬于系統(tǒng)調(diào)用。這個(gè)還好等后面有空詳細(xì)研究下


你說的ksoftirqd 是在調(diào)度用戶進(jìn)程的時(shí)候進(jìn)入user mode 嗎？
ksoftirqd 一直工作在 核心態(tài)。不過屬于進(jìn)程上下文。這個(gè)你必須搞清楚。
用戶態(tài) 和 核心態(tài) 是一個(gè)對應(yīng)關(guān)系。
中斷上下文 和 進(jìn)程上下文是一個(gè)關(guān)系。
應(yīng)用通過系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)入核心態(tài)。但屬于進(jìn)程上下文
中斷-軟中斷-啟動(dòng)內(nèi)核線程（常見的為工作隊(duì)列） 。內(nèi)核線程就工作在核心態(tài) 但屬于進(jìn)程上下文。只不過它的進(jìn)程表示符為NULL
一般情況下 要區(qū)分的是 中斷上下文 和 進(jìn)程上下文。因?yàn)?中斷上下文不會(huì)被打斷，所以不允許睡眠，萬一睡眠了內(nèi)核就死在這里了，cpu不會(huì)讓權(quán)啊。所以使用鎖要特別注意。如mutex 和 down等是無法在中斷上下文使用的。中斷上下文使用kmalloc必須使用GTP_ATOMIC而非可能導(dǎo)致隨眠的GTP_KERNEL

   
可以看下
深入Linux內(nèi)核架構(gòu)(中文版)
這個(gè)有電子版講的還不錯(cuò)

jonas_mao

3Q回復(fù) 6# kiongf


   

jonas_mao

非常感謝，最近一直在看內(nèi)核有關(guān)的文檔，以前主要是偏應(yīng)用，所以內(nèi)核不是太熟悉，有些概念因?yàn)闆]有去看源碼，沒用過比較難理解回復(fù) 7# yimeng4a309


   

yimeng4a309

回復(fù) 9# jonas_mao
還是要以源碼為主。理解為主�，F(xiàn)在別說你網(wǎng)上搜索的資料了，即便是源碼中的東西，不同版本之間。很多概念都是模糊的。比如下半部，軟中斷，異常 這些概念很多時(shí)候是混淆的。只能以實(shí)際代碼的效果為主
后來也搜索了下你發(fā)的那句英文。最后定位到IBM的  
kernel thread, kernel-only thread, user thread
其實(shí)我理解的標(biāo)準(zhǔn)linux里面的概念上應(yīng)該沒這么清晰的劃分的。就分 用戶線程（user thread）和 內(nèi)核線程（這個(gè)應(yīng)該對應(yīng)你提到的kernel only thread）。用戶線程通過系統(tǒng)調(diào)用陷入核心態(tài)，這個(gè)時(shí)候的狀態(tài)應(yīng)該對應(yīng)你說的kernel thread