内核源代码：do_fork() 中的 parent_tidptr 和 child_tidptr 是什么？

Question

在上述链接何谓parent_tidptr并child_tidptr在do_fork()其中创建新的进程？

Answer 1

让我们从原始系统调用接口开始。它因架构而异，但在 x86-64 上是：

   long clone(unsigned long flags, void *child_stack,
              int *ptid, int *ctid,
              unsigned long newtls);

ptid和ctid是你parent_tidptr和child_tidptr。现在让我们看看clone(2)手册页是怎么说的：

   CLONE_CHILD_CLEARTID (since Linux 2.5.49)
          Erase  the  child  thread  ID  at the location ctid in
          child memory when the child exits, and do a wakeup  on
          the  futex  at that address.

   CLONE_CHILD_SETTID (since Linux 2.5.49)
          Store  the child thread ID at the location ctid in the
          child's memory.

   CLONE_PARENT_SETTID (since Linux 2.5.49)
          Store  the child thread ID at the location ptid in the
          parent's memory. 

这些标志主要用于实现线程库。如果我们查看pthread_create()glibc 内部的 NPTL 实现，我们最终会发现其中的代码sysdeps/unix/sysv/linux/createthread.c进行了clone()包含CLONE_PARENT_SETTID和CLONE_CHILD_CLEARTIDin的调用flags。

在那个clone()调用中，我们还可以看到ptid和ctid参数指向相同的地址。（请记住，POSIX 线程共享一个地址空间；这是通过clone() CLONE_VM标志实现的。）

所以，这里发生的事情如下。

• CLONE_PARENT_SETTID用于确保内核线程 ID 存储在用户空间中的某个位置。线程实现的用户空间端需要知道该线程 ID。
• CLONE_CHILD_CLEARTID当创建的线程clone()终止时，用于清除（即，零）相同的位置。

让我们走得更远一点......

经由返回的线程ID ptid/ctid是不相同的，为POSIX线程ID（ pthread_t），虽然在1：1的线程实现，例如NPTL，有内核线程ID和POSIX线程ID之间的一对一的对应关系。内核线程 ID 与您使用 Linuxgettid()调用获得的 ID 相同。它也clone()作为系统调用返回值返回，这就提示了一个问题：为什么我们需要ptid/ ctid？问题是，从用户空间方面来看，事情是这样的：

tid = clone(...);

从用户空间线程实现的角度来看，这里存在竞争，因为分配 totid仅在 clone()返回后发生。这意味着如果用户空间线程库在新线程执行任何操作（例如终止）之前需要该信息，则它可能会遇到某些问题。UsingCLONE_PARENT_SETTID确保新线程 ID 放置在返回ptid 之前 指向的位置clone()，从而允许线程库避免这种竞争条件。（CLONE_CHILD_SETTID也可以用于类似的效果。）

CLONE_CHILD_CLEARTID用于清除ptid/的原因是ctid为pthread_join()另一个线程中的调用提供一种方法来发现该线程已终止。本质上，ptid/ctid位置是作为futex使用的，futex()系统调用是用来阻塞的，等待这个位置的整数改变。（细节有点复杂，但grep对于glibc 源代码中的lll_wait_tid和 的使用lll_futex_wait。最终，发生了一个FUTEX_WAIT操作。回想一下，CLONE_CHILD_CLEARTID上面对目标地址进行了 futex 唤醒。）

Answer 2

tid代表“线程 ID”。参数parent_tidptr和child_tidptr分别指向父进程地址空间和子进程地址空间中的用户空间内存。新创建的线程的 id 存储在指针指向的 int 变量中。

有关详细信息，请参阅clone(2)联机帮助页。