Linux内核进程管理子系统有什么第六十一回 —— 进程主结构详解（57）

接前一篇文章：Linux内核进程管理子系统有什么第六十回 —— 进程主结构详解（56）

本文内容参考：

Linux内核进程管理专题报告_linux rseq-CSDN博客

《趣谈Linux操作系统 核心原理篇：第三部分 进程管理》—— 刘超

《图解Linux内核 基于6.x》 —— 姜亚华 机械工业出版社

https://www.cnblogs.com/libxing/p/16649917.html

https://blog.csdn.net/u012489236/article/details/116614606

特此致谢！

进程管理核心结构 —— task_struct

11. stack和thread_info

一目了然，包括以下两个：

#ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK/** For reasons of header soup (see current_thread_info()), this* must be the first element of task_struct.*/struct thread_info		thread_info;
#endif
……void				*stack;

这两个字段的描述如下：

（2）void *stack

由void *stack字段的描述可以知道，其代表进程的内核栈。因此，要讲清楚void *stack字段，需要先讲一下用户态函数栈和内核态函数栈。

• 内核态函数栈

上一回讲到，通过系统调用，就会从进程的内存空间（用户空间）进入（切换）到内核（空间）中了 。内核也需要有一个函数调用和传参机制。本回就来讲内核中的这一机制。

此时，void *stack这一成员就该正式登场（派上用场）了。Linux会为每个task均分配内核栈。内核栈的大小是体系结构相关的。

32位x86系统

在32位x86系统上，定义如下：

arch/x86/include/asm/page_types.h中：

/* PAGE_SHIFT determines the page size */
#define PAGE_SHIFT		12
#define PAGE_SIZE		(_AC(1,UL) << PAGE_SHIFT)
#define PAGE_MASK		(~(PAGE_SIZE-1))

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

#define THREAD_SIZE_ORDER	1
#define THREAD_SIZE		(PAGE_SIZE << THREAD_SIZE_ORDER)

在32位x86系统下，一个PAGE_SIZE是4K（2^12），左移一位即乘以2，是8K，也就是内核栈的大小为8K。

64位x86系统

在64位x86系统上，定义如下：

arch/x86/include/asm/page_types.h中：

/* PAGE_SHIFT determines the page size */
#define PAGE_SHIFT		12
#define PAGE_SIZE		(_AC(1,UL) << PAGE_SHIFT)
#define PAGE_MASK		(~(PAGE_SIZE-1))

arch/x86/include/asm/page_64_types.h中：

#ifdef CONFIG_KASAN
#define KASAN_STACK_ORDER 1
#else
#define KASAN_STACK_ORDER 0
#endif#define THREAD_SIZE_ORDER	(2 + KASAN_STACK_ORDER)
#define THREAD_SIZE  (PAGE_SIZE << THREAD_SIZE_ORDER)

在64位x86系统下，一个PAGE_SIZE是4K（2^12），左移(2 +KASAN_STACK_ORDER)位（通常情况下是2）即乘以4，是16K，也就是内核栈的大小为16K。同时，还要求起始地址必须是8192的整数倍。

在Linux内核代码中有这样一个十分重要的union，将thread_info和stack放在一起，共用一段内存。这个union就是union thread_union，它在include/linux/sched.h中定义，如下：

union thread_union {
#ifndef CONFIG_ARCH_TASK_STRUCT_ON_STACKstruct task_struct task;
#endif
#ifndef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASKstruct thread_info thread_info;
#endifunsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];
};

对于union thread_union的解析，请看下回。