linux如何关闭内核抢占

2023-03-04 13:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

禁止中断指的是Linux内核停工了一组接口用于操作机器上的中断状态。这些接口为我们提供了能够禁止当前处理器的中断系统，或者屏蔽掉整个机器的一条中断线的能力。通过禁止中断，可以确保某个中断处理程序不会抢占当前的代码。控制中断系统在Linux的实现有很多，以local_irq_disable()和 local_irq_enable()函数

//我看不懂，反正就是依赖于体系结构，通过汇编调用实现 static inline void local_irq_enable(void) { unsigned long tmpreg; __asm__ __volatile__( "mvfc %0, psw; \n\t" "or3 %0, %0, #0x0040; \n\t" "mvtc %0, psw; \n\t" : "=&r" (tmpreg) : : "cbit", "memory"); } static inline void local_irq_disable(void) { unsigned long tmpreg0, tmpreg1; __asm__ __volatile__( "ld24 %0, #0 ; Use 32-bit insn. \n\t" "mvfc %1, psw ; No interrupt can be accepted here. \n\t" "mvtc %0, psw \n\t" "and3 %0, %1, #0xffbf \n\t" "mvtc %0, psw \n\t" : "=&r" (tmpreg0), "=&r" (tmpreg1) : : "cbit", "memory"); }

禁止内核抢占就比较简单了，就是防止当前进程不会突然被另一个进程抢占。在Linux的实现就是preempt_disable()和preempt_enable()函数

#define preempt_disable() \ do { \ //增加preempt_count inc_preempt_count(); \ //保证先加了preempt_count才进行以后的操作 barrier(); \ } while (0) #define preempt_enable() \ do { \ preempt_enable_no_resched(); \ barrier(); \ //检查当前进程是否可抢占 preempt_check_resched(); \ } while (0) 不管是禁止中断还是禁止内核抢占，都是为了提供内核同步，但是他们都没有提供任何保护机制来防止其它处理器的并发访问。Linux支持多处理器，因此，内核代码一般都需要获取某种锁，防止来自其他处理器对共享数据的并发访问，而禁止中断提供保护机制，这是防止来自其他中断处理程序的并发访问。

前面说的都是概念，现在我们来讨论几个问题

1.在单处理器条件下，为什么禁止中断就可以禁止内核抢占？

这个问题困扰了我很久，我也只是说说个人的理解，先来回顾一下内核抢占发生在哪些时候：

1. 在中断返回内核空间的时候，这个没什么好说的，跟中断密切相关，没了中断就不会发生

2. 内核显式调用schedule()（可抢占或阻塞）

我们先搞清楚一件事，就是我们说禁止中断可以禁止内核抢占只是说禁止任何意外的抢占，如果进程自己要调用schedule函数，那谁也拦不住，事实上调用schedule这个函数本来就要禁止中断，所以剩下的就是考虑创建或者唤醒一个更高优先级的进程，或者调用信号量、完成量，所有的这些情况都要通过try_to_wake_up函数唤醒另一个进程，但是这个函数真正干的事只是设置了一下need_resched这个函数，并没有真的调用schedule函数，调用是在系统调用返回用户空间的时候进行的，所以跟内核抢占也没啥关系，具体可以看这篇博客http://blog.csdn.net/wishfly/article/details/264663，所以从这些方面来说，禁止中断是可以禁止内核抢占的

2.自旋锁关中断后，为什么要再禁止抢占?

在百度上找了很久答案，贴一个靠谱的回答

假设有这么个情况：

CPU-1在进程A的上下文调用了spin_lock_irqsave； CPU-2调用wake_up_process唤醒了CPU-1上的进程B，由于进程B的优先级高于进程A，进程A的TIF_NEED_RESCHED标记被设置。（CPU-2还会用IPI通知CPU-1进行resched，但是CPU-1禁用了中断而不会响应）； CPU-1调用了某某函数，这个函数包含了preempt_disable和preempt_enable（没有规定关中断的情况下不能调用这样的函数吧~）；那么，如果spin_lock_irqsave没有preempt_disable，第3步中的preempt_enable将触发preempt_check_resched，从而让进程B抢占掉进程A。总之就是只有关了抢占，才能保证在临界区成对出现的preempt_disable()/preempt_enable()（preempt_enable()也是一个潜在的主动调度的测试点）不会造成伤害。不然这种代码就不能放在临界区中了。

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