讨论:unix-linux需要系统栈么?需要每个进程一系统栈

unix-linux

我觉得在内核不许抢占的前提下，可以所有进程共用一个系统栈，甚至不需要单独的系统栈也可以的（进程结构放到其它地方，内核与进程使用相同的栈）

但是每个进程一个系统栈的好处是什么？安全？还是效率？

默难

我觉得在内核不许抢占的前提下

但是2.6以后就加入了抢占了～

unix-linux

内核不许抢占的前提下

默难

我觉得这个就是一个时间复杂度和空间复杂度的问题：
如果每个进程一个系统栈，那么空间上会有损失，不过却能节约搜索的时间

unix-linux

堆栈需要搜索么？看不出搜索的时间的快慢啊

默难

……………………

不对……这个…………我再去读读内核先～

crquan

在内核2.x 之前的话用i386 的TSS 来完成进程切换时倒可以不用单独的内核栈，但以后就没有用到TSS 了，在进程切换时在每个被剥夺的进程的内核栈上保存了CS 和EIP ，这样只用一个内核栈就无法完成切换了。
The key strike is the macro __switch_to() called in the schedule()!

unix-linux

CS 和EIP 干吗一定要保存在系统栈上？
可以保存在全局进程结构里啊，切换时把新进程的CS 和EIP 和SP从恢复进程结构里到系统栈里，这个操作不就相当于切换了系统栈？

crquan

我的想法是：
如果只有一个系统栈的话，刚被选出的进程的CS 和EIP 保存在系统栈上，这时转到被选入的进程，当再次进程调度时，从栈上获得CS 和EIP ，由于栈具有顺序访问的特点，只能运行刚保存的CS 和EIP ，就不能实现转到其他进程上运行，这样怎么实现进程调度的随机访问呢？

kakuyou

系统栈是必须的，带运行级的CPU都是这样的。直接改变EIP寄存器的值？你想象以下自己是CPU的设计者，你如何才能保证改变前和改变后能连续运行？因为你做改变的操作也是通过EIP进行的阿。

栈是有访问顺序的，不能随机访问，所以要分开来。

unix-linux

[quote:4719568460="crquan"]我的想法是：
如果只有一个系统栈的话，刚被选出的进程的CS 和EIP 保存在系统栈上，这时转到被选入的进程，当再次进程调度时，从栈上获得CS 和EIP ，由于栈具有顺序访问的特点，只能运行刚保存的CS 和EIP ，就不能实现转到其他进程上运行，这样怎么实现进程调度的随机访问呢？[/quote]

在内核不被抢占的前提下，内核执行完毕返回到用户进程时，系统栈恢复到进入内核时的状态，所以只要保证系统栈上的用户进程CS/EIP/SP是新进程的的，就可以了。在linux是采用切换系统栈的方法，我觉得还可以强行更改系统栈的用户进程CS/EIP/SP使其指向新的进程来达到这个目的


至于是否一定需要单独的系统栈,由于从系统调用和中断返回到用户进程都是ret/iret指令完成的，所以需要硬件支持，在386里TSS寄存器可以保存
新进程的CS/EIP/SP,内核在用户栈里运行返回，不会在用户栈里留下任何痕迹，返回前将TSS指向新的进程就可以转到新的用户栈了

呵呵，即便是硬件不支持，在内核返回到用户进程前，也可以在返回前强行将堆栈指针指向新进程的栈的恰当位置，不是也可以返回到新进程的栈的指令空间么？


在内核可以被抢占的情况下，如果把被抢占的内核副本看做是该副本所抢占的进程的一部分（该内核副本返回时自然又清空了内核占用用户栈的部分，下次调度该进程时就没有什么问题了），似乎也不需要系统栈

总之，不需要硬件的特别支持，就可以不用系统栈，无论内核可否被抢占。每个用户进程一个系统栈的原因可能是实现的方便，高效和安全性


胡思乱想了这么多，欢迎指正！

吴文官

在物理上是共用的，但在数据结构上是独立的，所以除了进程结构更复杂一点外并没有增加其它额外的系统开销,牺牲并不重要的空间来简化设计是值得的。在多处理器构架下这种策略的优点更为突出。
当然，这也并不是惟一的策略，也不见得是最优策略。现代操作系统的设计要求机制与策略的分离，为了实现进程机制，可以有多个策略，各有优缺点。

unix-linux

关于这个问题，偶似乎有地方向错了

系统栈和用户栈合一可以

但是系统栈除了保存SS/SP/CS/IP外，还保存诸如内核局部变量参数等调用桢
不是简单的修改为期望进程的对应值那么容易，因为每个进程的内核上下文在进程切出时都保留在堆栈中，并不是不留下痕迹，所以每个用户进程一个系统栈（或者与用户栈合二为一）是必要的