用户进程的内核堆栈| Linux内核

Question

根据我的理解，每个用户进程都有一个单独的内核堆栈。

如何使用此内核堆栈，为什么我们只能为所有用户进程使用一个堆栈？ 这如何帮助我们抢占先机？ 当内核在中断上下文中运行时，使用了什么堆栈？

[编辑：感兴趣的架构是x86]

Answer 1

  

如何使用此内核堆栈

例如，当usermode进程通过syscall进入内核时使用。在内核中的syscall处理程序中，您将使用内核堆栈作为局部变量。

  

为什么我们不能只为所有用户进程使用一个堆栈？

但是怎么样？他们将如何在SMP系统上同时使用它？这将导致数据损坏。

  

这有助于我们先发制人吗？

我不确定你在问什么。基本上它非常间接地与先发制人有关。如果您被系统计时器中断，您可能会切换到具有不同内核堆栈的不同线程。上下文可以保存在该堆栈的顶部（我不确定linux是否以相同的方式实现它）。在linux中还有一个preempt_counter的东西，它放在内核堆栈的顶层。该变量可以递增/递减preempt_disable(enable)。什么意味着内核线程抢占switched off/on。它被广泛使用f.e. spinlocks。

  

当内核在中断上下文中运行时，使用了什么堆栈？

当我们离开用户时 - ＆gt;在这种情况下，内核会发生以下情况：

1. 使用内核堆栈。处理器切换到由TSS的SS0和ESP0字段定义的此堆栈。

2. 处理器在内核堆栈上推送异常参数

            +--------------------+ KSTACKTOP             
            | 0x00000 | old SS   |     " - 4
            |      old ESP       |     " - 8
            |     old EFLAGS     |     " - 12
            | 0x00000 | old CS   |     " - 16
            |      old EIP       |     " - 20 <---- ESP 
            +--------------------+             
   

3. 处理器读取IDT条目N（取决于发生的IRQ或异常）并将CS：EIP设置为指向条目描述的处理函数。

4. 处理程序函数接受控制并处理异常。

来源：https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2016/labs/lab3/