无法理解“当前”宏如何用于 x86 架构

Question

我试图了解 current 宏的工作原理，因此开始浏览 Linux Kernel 源代码版本 4.19。试图了解 x86 架构

包括/asm-generic/current.h:8

#define get_current() (current_thread_info()->task)
#define current get_current()

然后我试图找到 current_thread_info() 的定义。

include/linux/thread_info.h

#ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK
/*
 * For CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK kernels we need <asm/current.h> for the
 * definition of current, but for !CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK kernels,
 * including <asm/current.h> can cause a circular dependency on some platforms.
 */
#include <asm/current.h>
#define current_thread_info() ((struct thread_info *)current)
#endif

然后我试图找到当前的定义

arch/x86/include/asm/current.h

DECLARE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task);

static __always_inline struct task_struct *get_current(void)
{
        return this_cpu_read_stable(current_task);
}

#define current get_current()

get_current() 再次返回 struct task_struct，为什么我们要在 current_thread_info() 中将其类型转换为 struct thread_info。

您能否解释一下 current 是如何执行的。我在某处读到它位于内核堆栈的顶部或底部

Answer 1

对于投射指针 - struct thread_info thread_info 是 first member of the struct task_struct：

struct task_struct {
#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

强制转换是合法的——我们返回一个指向struct 的第一个成员的指针。它可以类似地使用&current->thread_info，但如果struct task_struct 的定义在某些情况下是不透明（即它是不完整的类型），则不能使用它！

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至于DECLARE_PER_CPU 的工作原理，这取决于。你过去学到的东西可能不再适用于这里。用DECLARE_PER_CPU 声明的变量是使用特殊宏读取和更新的。其他 这是因为在 x86 上，读取是通过一个特殊的段寄存器发生的。其他 CPU 架构则必须使用一些完全不同的方法来访问 per-cpu 值。

通常应该使用 this_cpu_read 读取 per-cpu 变量，这不允许 GCC 以任何方式缓存它，但当前线程信息是一个例外，因为当前线程始终在当前线程中运行，无论 CPU 是什么它开着。来自arch/x86/include/asm/percpu.h：

/*
 * this_cpu_read() makes gcc load the percpu variable every time it is
 * accessed while this_cpu_read_stable() allows the value to be cached.
 * this_cpu_read_stable() is more efficient and can be used if its value
 * is guaranteed to be valid across cpus.  The current users include
 * get_current() and get_thread_info() both of which are actually
 * per-thread variables implemented as per-cpu variables and thus
 * stable for the duration of the respective task.
 */