linux内核锁(不允许抢占)

进程调度

    调度的发生有两种方式

1、主动式

在内核中直接调用schedule()。当进程需要等待资源等而暂时停止运行时, 会把状态置于挂起(睡眠),并主动请求调度,让出CPU。主动放弃cpu例:

  1. current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
  2. schedule();

2、被动式(抢占)

被动式又分两种情况

  1. 用户抢占(Linux2.4、Linux2.6)
  2. 内核抢占(Linux2.6)

用户抢占发生在:

  • 从系统调用返回用户空间。
  • 从中断处理程序返回用户空间。

内核即将返回用户空间的时候,如果need_resched标志被设置,会导致schedule()被调用,此时就会发生用户抢占.

* ENTRY(ret_from_exception) //异常返回
get_thread_info tsk
mov why, #0
b ret_to_user
* __irq_usr: //在用户态收到中断
usr_entry
kuser_cmpxchg_check
…… …… ……
b ret_to_user

ENTRY(ret_to_user)
ret_slow_syscall:
disable_irq @ disable interrupts
ldrr1, [tsk, #TI_FLAGS]
tstr1, #_TIF_WORK_MASK
bne work_pending

work_pending:
tstr1, #_TIF_NEED_RESCHED
bne work_resched
work_resched:
bl schedule

内核抢占:

  • 在不支持内核抢占的系统中,进程/线程一旦运行于内核空间,就可以一直执行,直到它主动放弃或时间片耗尽为止。这样一些非常紧急的进程或线程将长时间得不到运行。
  • 在支持内核抢占的系统中,更高优先级的进程/线程可以抢占正在内核空间运行的低优先级进程/线程。

在支持内核抢占的系统中,某些特例下是不允许内核抢占的:

  • 内核正进行中断处理(包括软中断/下半部)。进程调度函数schedule()会对此作出判断,如果是在中断中调用,会打印出错信息。
  • 进程正持有锁(如spinlock自旋锁、writelock/readlock读写锁等),当持有这些锁时,不应该被抢占,否则由于抢占将导致其他CPU长期不能获得锁而死等。
  • 内核正在执行调度程序Scheduler。抢占的原因就是为了进行新的调度,没有理由将调度程序抢占掉再运行调度程序。

为保证Linux内核在以上情况下不会被抢占,抢占式内核使用了一个变量preempt_count,称为内核抢占计数。 这一变量被设置在进程的thread_info结构中。每当内核要进入以上几种状态时,变量preempt_count就加1, 指示内核不允许抢占。每当内核从以上几种状态退出时,变量preempt_count就减1,同时进行可抢占的判断与调度。

内核抢占可能发生在:

  • 中断处理程序完成,返回内核空间之前。
  • 当内核代码再一次具有可抢占性的时候,如解锁及使能软中断等。

 

转载https://e-mailky.github.io/2018-03-14-lock1

posted @ 2021-12-07 21:13  miaorn  阅读(605)  评论(0编辑  收藏  举报