内核线程的进程描述符task_struct中的mm和active_mm

task_struct进程描述符中包含两个跟进程地址空间相关的字段mm, active_mm,

struct task_struct
{
// ...
struct mm_struct *mm;
struct mm_struct *avtive_mm;
//...
};

大多数计算机上系统的全部虚拟地址空间分为两个部分: 供用户态程序访问的虚拟地址空间和供内核访问的内核空间。每当内核执行上下文切换时, 虚拟地址空间的用户层部分都会切换, 以便当前运行的进程匹配, 而内核空间不会放生切换。

对于普通用户进程来说,mm指向虚拟地址空间的用户空间部分,而对于内核线程,mm为NULL。

这位优化提供了一些余地, 可遵循所谓的惰性TLB处理(lazy TLB handing)。active_mm主要用于优化,由于内核线程不与任何特定的用户层进程相关,内核并不需要倒换虚拟地址空间的用户层部分,保留旧设置即可。由于内核线程之前可能是任何用户层进程在执行,故用户空间部分的内容本质上是随机的,内核线程决不能修改其内容,故将mm设置为NULL,同时如果切换出去的是用户进程,内核将原来进程的mm存放在新内核线程的active_mm中,因为某些时候内核必须知道用户空间当前包含了什么。

为什么没有mm指针的进程称为惰性TLB进程?

假如内核线程之后运行的进程与之前是同一个, 在这种情况下, 内核并不需要修改用户空间地址表。地址转换后备缓冲器(即TLB)中的信息仍然有效。只有在内核线程之后, 执行的进程是与此前不同的用户层进程时, 才需要切换(并对应清除TLB数据)。

内核线程和普通的进程间的区别在于内核线程没有独立的地址空间,mm指针被设置为NULL;它只在 内核空间运行,从来不切换到用户空间去;并且和普通进程一样,可以被调度,也可以被抢占。

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