Разработка ядра Linux

Допустим, у нас есть процесс, состоящий из четырех потоков. В операционных системах с явной поддержкой потоков должен существовать дескриптор процесса, который далее указывает на четыре потока. Дескриптор процесса описывает совместно используемые ресурсы, такие как адресное пространство и открытые файлы. Потоки описываются ресурсами, которые принадлежат только им. В ОС Linux, наоборот, существует просто четыре процесса и, соответственно, четыре обычные структуры task_struct. Четыре процесса построены так, чтобы совместно использовать определенные ресурсы.

Потоки создаются так же, как и обычные задания, за исключением того, что в системный вызов clone() передаются флаги с указанием, какие ресурсы должны использоваться совместно:

clone(CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND, 0);

Результат выполнения показанного кода будет таким же, как и при выполнении обычного вызова fork(), за исключением того, что адресное пространство, ресурсы файловой системы, дескрипторы файлов и обработчики сигналов останутся общими. Другими словами, новая задача, так же как и родительский процесс, — обычные потоки. В отличие от этого, обычный вызов fork() может быть реализован следующим образом:

clone(SIGCHLD, 0);

а вызов vfork() в таком виде:

clone(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, 0);

Флаги, которые передаются в системный вызов clone() , помогают указать особенности поведения нового процесса и детализировать, какие ресурсы должны быть общими для родительского и порожденного процессов. В табл. 3.1 приведены флаги системного вызова clone() и их эффект.

Таблица 3.1. Флаги системного вызова clone()

Флаг	Описание
CLONE_FILES	Родительский и порожденный процессы совместно используют открытые файлы
CLONE_FS	Родительский и порожденный процессы совместно используют информацию о файловой системе
CLONE_IDLETASK	Установить значение PID в нуль (используется только для холостых (idle) задач)
CLONE_NEWNS	Создать новое пространство имен для порожденной задачи
CLONE_PARENT	Родительский процесс вызывающего процесса становится родительским и для порожденного
CLONE_PTRACE	Продолжить трассировку и для порожденного процесса
CLONE_SETTID	Возвратить значение идентификатора TID в пространство пользователя
CLONE_SETTLS	Для порожденного процесса создать новую область локальных данных потока (thread local storage, TLS)
CLONE_SIGHAND	У порожденного и родительского процессов будут общие обработчики сигналов
CLONE_SYSVSEM	У родительского и порожденного процессов будет общая семантика обработки флага SEM_UNDO для семафоров System V
CLONE_THREAD	Родительский и порожденный процессы будут принадлежать одной группе потоков
CLONE_VFORK	Использовать vfork(): родительский процесс будет находиться а приостановленном состоянии, пока порожденный процесс не возобновит его работу
CLONE_UNTRACED	Запретить родительскому процессу использование флага CLONE_PTRACE для порожденного процесса
CLONE_STOP	Запустить процесс в состоянии TASK_STOPPED
CLONE_CHILD_CLEARTID	Очистить идентификатор TID для порожденного процесса
CLONE_CHILD_SETTID	Установить идентификатор TID для порожденного процесса
CLONE_PARENT_SETTID	Установить идентификатор TID для родительского процесса
CLONE_VM	У порожденного и родительского процессов будет общее адресное пространство

Потоки в пространстве ядра