内核线程和用户线程的区别

chxy85

大家别被标题党骗了，呵呵我是来问问题的，不是传授经验...

最近工作需要刚开始做驱动，读教程时，根据demo试验了多线程的驱动程序。有点问题。就是内核下多线程并不是平分CPU片的，kthread_create建立几个线程，都写个固定数量的for循环，然后发现调用线程的控制函数和用户态时不太一样。

1.只要敢用schedule把CPU交出去，就再也回不来了，调用wake_up_process也不行，是不是必须得用队列才能重启线程。

2.tsleep则是无法将CPU交出去，还是在自己线程里不断打印，执行完for循环后才执行其他线程（这东西和用户态的sleep区别最大）。

3.schedule_timeout回来是可以回来，可是也完全是线性的，thread1交出去就执行thread2，然后再执行回thread1，这样相互切换。不像用户态的执行，大家在都没有占有CPU时，谁先抢到完全是随机的。

请问对这方面比较了解的大侠：

1.是不是内核线程本来就是这个样子的？还是我调用的函数有误，或者是等的时间不够线程从新获取到CPU....这样就不能模拟经典的多线程买票的案例了。
2.多线程同步，是不是只为防止中断的发生，因为感觉也不用担心其他线程抢到CPU？

hk2305621

我也是初学者, 我谈下我的看法:

1.只要敢用schedule把CPU交出去，就再也回不来了，调用wake_up_process也不行，是不是必须得用队列才能重启线程。
--> 用 kthread_create 创建的内核线程, 运行在内核态. 你调用 CPU 将 CPU 的使用权交出去, 但是, 线程还是在 TASK_RUNNING 状态. wake_up 是将 task_interrupt 和 task_uninterrupt 状态的进程唤醒. 我记得之前看过内核的代码, 有一些譬如  kblockd 这样的内核线程, 在让出 CPU 前, 都是先将自己的状态置为  TASK_UNINTERRUPT, 然后加入等待队列中. 然后 调用 schedule 这一类的函数.

2.tsleep则是无法将CPU交出去，还是在自己线程里不断打印，执行完for循环后才执行其他线程（这东西和用户态的sleep区别最大）。
--> 内核线程运行在内核态, 直接在 CPU 上运行. 你调用 tsleep, 也没有调度程序来帮你调度其他进程来执行. 用户程序, 调用 sleep 时, 内核会调用 schedule 这一类函数来进行 上下文切换.

3.schedule_timeout回来是可以回来，可是也完全是线性的，thread1交出去就执行thread2，然后再执行回thread1，这样相互切换。不像用户态的执行，大家在都没有占有CPU时，谁先抢到完全是随机的。
--> 内核态, 进程的切换, 都是需要自己调用 schedule 类函数来进行的. 内核不会帮你管理.

请问对这方面比较了解的大侠：

1.是不是内核线程本来就是这个样子的？还是我调用的函数有误，或者是等的时间不够线程从新获取到CPU....这样就不能模拟经典的多线程买票的案例了。
--> 多线程当然可以实现的. 但是得你自己去调用 调度程序实现内核线程之前的调度. 什么时候被唤醒, 什么时候让出 CPU.

2.多线程同步，是不是只为防止中断的发生，因为感觉也不用担心其他线程抢到CPU？
--> 你考虑的是 单CPU吧, 如果多CPU 架构呢, 多个线程在不同的CPU上执行.

hk2305621

1. struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data),
   
2.                                    void *data,
   
3.                                    const char namefmt[],
   
4.                                    ...)
   
5. {
   
6.         struct kthread_create_info create;
   
7. 
   
8.         create.threadfn = threadfn;
   
9.         create.data = data;
   
10.         init_completion(&create.done);
    
11. 
    
12.         spin_lock(&kthread_create_lock);
    
13.         list_add_tail(&create.list, &kthread_create_list);
    
14.         spin_unlock(&kthread_create_lock);
    
15. 
    
16.         wake_up_process(kthreadd_task);
    
17.         wait_for_completion(&create.done);
    
18. 
    
19.         if (!IS_ERR(create.result)) {
    
20.                 struct sched_param param = { .sched_priority = 0 };
    
21.                 va_list args;
    
22. 
    
23.                 va_start(args, namefmt);
    
24.                 vsnprintf(create.result->comm, sizeof(create.result->comm),
    
25.                           namefmt, args);
    
26.                 va_end(args);
    
27.                 /*
    
28.                  * root may have changed our (kthreadd's) priority or CPU mask.
    
29.                  * The kernel thread should not inherit these properties.
    
30.                  */
    
31.                 sched_setscheduler_nocheck(create.result, SCHED_NORMAL, &param);
    
32.                 set_cpus_allowed_ptr(create.result, cpu_all_mask);
    
33.         }
    
34.         return create.result;
    
35. }
    
36. EXPORT_SYMBOL(kthread_create);

复制代码

内核 kthread_create 函数如上. 先调用
init_completion(&create.done);
初始化完成量,
然后后面等待完成量.
wait_for_completion(&create.done);

其实, 也是基于等待队列的吧.

chxy85

hk2305621 发表于 2012-09-03 19:09
我也是初学者, 我谈下我的看法:

1.只要敢用schedule把CPU交出去，就再也回不来了，调用wake_up_process也 ...

谢谢hk2305621 ，明白了一些，这么看内核程序对线程调度要有很高的要求了。要是不小心一个while(1),整个系统就挂了，只能重启。

hk2305621

没办法 @ 四楼.

我的看法：
Linux 内核完全相信自己,  就像驱动程序一样, 运行在内核态, 那么你敢在里面 while(1), 内核会看成是自己在运行, 完全相信自己, 就简单执行 while(1) 操作. 系统就忙死了.

http://bbs.chinaunix.net/thread-3768683-1-1.html 这个是我之前提出的一个问题. 其实和这个问题类似.

giant1st

回复 1# chxy85
tsleep 是什么？ 和sleep有什么区别？