task_struct 解析(四) 相关函数

上一篇文章里提到task_struct里有一个PID散列表

 struct pid_link pids[PIDTYPE_MAX];

这里简单说一下pid_link

 struct pid_link
 {
     struct hlist_node node;
     struct pid *pid;
 };

其中hlist_node是双向链表的一个节点

 struct hlist_node {
     struct hlist_node *next, **pprev;
 };

由以上代码可知,pid的散列表是一个双向链表

下面介绍一些基本的函数

1、添加一个新的PID到PID散列表

关于PID的代码都在kernel/pid.c中

 void attach_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
         struct pid *pid)
 {
     struct pid_link *link;

     link = &task->pids[type];
     link->pid = pid;
     hlist_add_head_rcu(&link->node, &pid->tasks[type]);
 }

以上是添加一个PID到对应的散列表的代码：

1、首先初始化节点，设置对应的链表指针，设置PID

2、将节点加入到对应的链表中

2、获得task_struct关联的PID实例

 <sche.h>
 static inline struct pid *task_pid(struct task_struct *task)
 {
     return task->pids[PIDTYPE_PID].pid;
 }

这个函数比较简单，task_struct中的

 struct pid_link pids[PIDTYPE_MAX];

这个字段将task对应的

 enum pid_type
 {
     PIDTYPE_PID,
     PIDTYPE_PGID,
     PIDTYPE_SID,
     PIDTYPE_MAX
 };

三种PID都存在一个数组中，因此，要取PID，则只需取PIDTYPE_PID对应的实例即可，同理也可以取得PGID和SID

3、取得PID对应的数字ID

首先PID是在指定的命名空间里的，所以只要取得pid在指定命名空间里的upid的nr字段即可

 <kernel/pid.c>
 pid_t pid_nr_ns(struct pid *pid, struct pid_namespace *ns)
 {
     struct upid *upid;
     pid_t nr = 0;

     if (pid && ns->level <= pid->level) {
         upid = &pid->numbers[ns->level];
         if (upid->ns == ns)
             nr = upid->nr;
     }
     return nr;
 }

upid  =   & pid - > numbers [ ns - > level ] ;这一句是取得指定深度对应的upid，pid最末端的number[1]字段是可扩展的，里面存放了pid在不同命名空间里对应的upid（即是局部pid）,

ns->level<=pid->level这个判断的主要原因是：保证pid在命名空间的可见范围内

最后判断取得的upid的命名空间和传入的是否一致，若一致则取出nr并返回。

4、分配一个PID

内核中Pid是用位图来存储的，分配pid即是在位图中寻找第一个没有使用的pid（也即是第一个值为0的比特），对于一个PID，能够看得到这个pid的命名空间都需要分配一个upid，同时upid要放入到pid散列表中

主要通过以下两个函数实现：

 struct pid *alloc_pid(struct pid_namespace *ns)
 {
     struct pid *pid;
     enum pid_type type;
     int i, nr;
     struct pid_namespace *tmp;
     struct upid *upid;

     pid = kmem_cache_alloc(ns->pid_cachep, GFP_KERNEL);
     if (!pid)
         goto out;

     tmp = ns;
     for (i = ns->level; i >= 0; i--) {
         nr = alloc_pidmap(tmp);
         if (nr < 0)
             goto out_free;

         pid->numbers[i].nr = nr;
         pid->numbers[i].ns = tmp;
         tmp = tmp->parent;
     }

     get_pid_ns(ns);
     pid->level = ns->level;
     atomic_set(&pid->count, 1);
     for (type = 0; type < PIDTYPE_MAX; ++type)
         INIT_HLIST_HEAD(&pid->tasks[type]);

     upid = pid->numbers + ns->level;
     spin_lock_irq(&pidmap_lock);
     for ( ; upid >= pid->numbers; --upid)
         hlist_add_head_rcu(&upid->pid_chain,
                 &pid_hash[pid_hashfn(upid->nr, upid->ns)]);
     spin_unlock_irq(&pidmap_lock);

 out:
     return pid;

 out_free:
     while (++i <= ns->level)
         free_pidmap(pid->numbers + i);

     kmem_cache_free(ns->pid_cachep, pid);
     pid = NULL;
     goto out;
 }

代码比较长，我们主要关心以下代码

 struct pid *pid;
     enum pid_type type;
     int i, nr;
     struct pid_namespace *tmp;
     struct upid *upid;
 ....
     tmp = ns;
     for (i = ns->level; i >= 0; i--) {
         nr = alloc_pidmap(tmp);
 .....

         pid->numbers[i].nr = nr;
         pid->numbers[i].ns = tmp;
         tmp = tmp->parent;
     }
 ...
    pid->level = ns->level;

for ( ; upid >= pid->numbers; --upid)

hlist_add_head_rcu(&upid->pid_chain,

&pid_hash[pid_hashfn(upid->nr, upid->ns)]);

1）首先，循环里是对每个命名空间都分配一个nr，从子命名空间一直到全局命名空间

2）将每个upid放到PID散列表中。

参考资料：

1、《深入Linux内核架构》

转自： http://blog.chinaunix.net/uid-21718047-id-3070207.html