linux内核创建内核线程有哪些方法

1.头文件

#include <linux/sched.h> //wake_up_process()

#include <linux/kthread.h>//kthread_create()、kthread_run()

#include <err.h> //IS_ERR()、PTR_ERR()

2.实现

2.1创建线程

在模块初始化时，可以进行线程的创建。使用下面的函数和宏定义：

struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data),

void *data,

const char namefmt[], ...)

#define kthread_run(threadfn, data, namefmt, ...) \

({\

struct task_struct *__k\

= kthread_create(threadfn, data, namefmt, ## __VA_ARGS__)\

if (!IS_ERR(__k))\

wake_up_process(__k) \

__k\

})

例如：

static struct task_struct *test_task

static int test_init_module(void)

{

int err

test_task = kthread_create(test_thread, NULL, "test_task")

if(IS_ERR(test_task)){

printk("Unable to start kernel thread. ")

err = PTR_ERR(test_task)

test_task = NULL

return err

}

wake_up_process(test_task)

return 0

}

module_init(test_init_module)

2.2线程函数

在线程函数里，完成所需的业务逻辑工作。主要框架如下所示：

int threadfunc(void *data){

…

while(1){

set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE)

if(kthread_should_stop()) break

if(){//条件为真

//进行业务处理

}

else{//条件为假

//让出CPU运行其他线程，并在指定的时间内重新被调度

schedule_timeout(HZ)

}

}

…

return 0

}

2.3结束线程

在模块卸载时，可以结束线程的运行。使用下面的函数：

int kthread_stop(struct task_struct *k)

例如：

static void test_cleanup_module(void)

{

if(test_task){

kthread_stop(test_task)

test_task = NULL

}

}

module_exit(test_cleanup_module)

3.注意事项

（1） 在调用kthread_stop函数时，线程函数不能已经运行结束。否则，kthread_stop函数会一直进行等待。

（2） 线程函数必须能让出CPU，以便能运行其他线程。同时线程函数也必须能重新被调度运行。在例子程序中，这是通过schedule_timeout()函数完成的。

4．性能测试

可以使用top命令来查看线程（包括内核线程）的CPU利用率。命令如下：

top –p 线程号

可以使用下面命令来查找线程号：

ps aux|grep 线程名

可以用下面的命令显示所有内核线程：

ps afx

注：线程名由kthread_create函数的第三个参数指定

在分析usb_hub_init()的代码的时候,忽略掉了一部份.

代码片段如下所示:

int usb_hub_init(void)

{

……

khubd_task = kthread_run(hub_thread, NULL, "khubd")

……

}

Kthread_run() 是kernel中用来启动一个新kernel线程的接口,它所要执行的函数就是后面跟的第一个参数.在这里,也就是hub_thread().另外,顺带 提一句,要终止kthread_run()创建的线程,可以调用kthread_stop().

前三个和最后一个是两个类型。前三个主要是Linux用来创建新的进程（线程）而设计的，exec()系列函数则是用来用指定的程序替换当前进程的所有内容。所以exec()系列函数经常在前三个函数使用之后调用，来创建一个全新的程序运行环境。Linux用init进程启动其他进程的过程一般都是这样的。

下面说fork、vfork和clone三个函数。这三个函数分别调用了sys_fork、sys_vfork、sys_clone，最终都调用了do_fork函数，差别在于参数的传递和一些基本的准备工作不同。可见这三者最终达到的最本质的目的都是创建一个新的进程。在这里需要明确一下，Linux内核中没有独立的“线程”结构，Linux的线程就是轻量级进程，换言之基本控制结构和Linux的进程是一样的（都是通过struct task_struct管理）。

fork是最简单的调用，不需要任何参数，仅仅是在创建一个子进程并为其创建一个独立于父进程的空间。fork使用COW（写时拷贝）机制，并且COW了父进程的栈空间。

vfork是一个过时的应用，vfork也是创建一个子进程，但是子进程共享父进程的空间。在vfork创建子进程之后，父进程阻塞，直到子进程执行了exec()或者exit()。vfork最初是因为fork没有实现COW机制，而很多情况下fork之后会紧接着exec，而exec的执行相当于之前fork复制的空间全部变成了无用功，所以设计了vfork。而现在fork使用了COW机制，唯一的代价仅仅是复制父进程页表的代价，所以vfork不应该出现在新的代码之中。在Linux的manpage中队vfork有这样一段话：It is rather unfortunate that Linux revived this specter from the past. The BSD man page states: "This system call will be eliminated when proper system sharing mechanisms are implemented. Users should not depend on the memory sharing semantics of vfork() as it will, in that case, be made synonymous to fork(2)."

clone是Linux为创建线程设计的（虽然也可以用clone创建进程）。所以可以说clone是fork的升级版本，不仅可以创建进程或者线程，还可以指定创建新的命名空间（namespace）、有选择的继承父进程的内存、甚至可以将创建出来的进程变成父进程的兄弟进程等等。clone和fork的调用方式也很不相同，clone调用需要传入一个函数，该函数在子进程中执行。此外，clone和fork最大不同在于clone不再复制父进程的栈空间，而是自己创建一个新的。

关于Linux命令的介绍，看看《linux就该这么学》，具体关于这一章地址3w(dot)linuxprobe/chapter-02(dot)html

Linux内核的三种调度策略：

1，SCHED_OTHER

分时调度策略，

2，SCHED_FIFO实时调度策略，先到先服务。一旦占用cpu则一直运行。一直运行直到有更高优先级任务到达或自己放弃

3，SCHED_RR实时调度策略，时间片轮转。当进程的时间片用完，系统将重新分配时间片，并置于就绪队列尾。放在队列尾保证了所有具有相同优先级的RR任务的调度公平

Linux线程优先级设置

首先，可以通过以下两个函数来获得线程可以设置的最高和最低优先级，函数中的策略即上述三种策略的宏定义：

int

sched_get_priority_max(int

policy)

int

sched_get_priority_min(int

policy)

SCHED_OTHER是不支持优先级使用的，而SCHED_FIFO和SCHED_RR支持优先级的使用，他们分别为1和99，数值越大优先级越高。

设置和获取优先级通过以下两个函数：

int

pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t

*attr,

const

struct

sched_param

*param)

int

pthread_attr_getschedparam(const

pthread_attr_t

*attr,

struct

sched_param

*param)

例如以下代码创建了一个优先级为10的线程：

struct

sched_param

{

int

__sched_priority

//所要设定的线程优先级

}

例：创建优先级为10的线程

pthread_attr_t

attr

struct

sched_param

param

pthread_attr_init(&attr)

pthread_attr_setschedpolicy(&attr,

SCHED_RR)

param.sched_priority

=

10

pthread_attr_setschedparam(&attr,

¶m)

pthread_create(xxx

,

&attr

,

xxx

,

xxx)

pthread_attr_destroy(&attr)

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