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标题: 2.6.24的内核是可抢占的吗?(已解决) [打印本页]

作者: ryancat 时间: 2008-09-25 14:01
标题: 2.6.24的内核是可抢占的吗?(已解决)
我让一个进程获得了自旋锁,然后执行schedule_timeout休眠10s(只是测试),之后再释放自旋锁;接着另外一个进程又想获得这个自旋锁,接着就死机了.如果内核是随处都可以抢占的话,是不应该死机的.

请教高手,不是说2.6的内核已经可以抢占了,是不是我用的内核版本编译的不对?

[ 本帖最后由 ryancat 于 2008-9-27 11:00 编辑 ]

作者: eveson 时间: 2008-09-26 20:49
单处理器上，自旋锁不能用在中断，睡眠中

作者: ryancat 时间: 2008-09-26 21:39

原帖由 eveson 于 2008-9-26 20:49 发表
单处理器上，自旋锁不能用在中断，睡眠中

是的，我这里是做个测试，看内核是否随处都可以抢占.
对这样的结果还是不能理解,如果真的是可抢占内核的话.

作者: sep 时间: 2008-09-26 23:24
对于标题，回答是肯定的
对于你说的内容，我觉得你对自旋锁没理解。自旋锁本身就用来禁止抢占的。你在临界区（获得自旋锁的代码区）内睡眠，又没中断打断，不死才怪

作者: dreamice 时间: 2008-09-27 09:47

原帖由 sep 于 2008-9-26 23:24 发表
对于标题，回答是肯定的
对于你说的内容，我觉得你对自旋锁没理解。自旋锁本身就用来禁止抢占的。你在临界区（获得自旋锁的代码区）内睡眠，又没中断打断，不死才怪

有道理！

作者: ryancat 时间: 2008-09-27 09:59

原帖由 sep 于 2008-9-26 23:24 发表
对于标题，回答是肯定的
对于你说的内容，我觉得你对自旋锁没理解。自旋锁本身就用来禁止抢占的。你在临界区（获得自旋锁的代码区）内睡眠，又没中断打断，不死才怪

是这样的,我知道获得了自旋锁后不能休眠,但是我这里这样写的目的是验证内核是否可以抢占,这段代码的流程是这样的:
1. 获得自旋锁
2. 休眠10s并调度
3. 释放自旋锁
当只有一个进程执行这段代码的时候,是不会死机的,从调试信息看,10s后确实释放了自旋锁.
但是当一个进程执行了这段代码,然后我又新启一个进程执行这段代码的时候,就系统死机了.
我认为,如果内核是随处可抢占,而不是只在某些关键点可以抢占的话,第2个进程当无法获取自旋锁,自旋一段时候后会再次调度前一个进程执行,就释放掉了自旋锁,系统就不会死机.
所以我觉得这个内核不是像真正的实时系统一样是完全可以抢占的.
代码如下:
ssize_t spin_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,
loff_t *f_pos)
{
struct spin_dev *dev = filp->private_data;
int delay = 10;

printk(KERN_EMERG"process %i(%s) call %s\n", current->pid, current->comm, __FUNCTION__);
spin_lock_irq(&dev->spinlock);
printk(KERN_EMERG"process %i(%s) get spinlock\n", current->pid, current->comm);
printk(KERN_EMERG"process %i(%s) begin to wait %i seconds\n", current->pid, current->comm, delay);
set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
schedule_timeout(delay * HZ);
spin_unlock_irq(&dev->spinlock);
printk(KERN_EMERG"process %i(%s) release spinlock\n", current->pid, current->comm);

return count;
}

[ 本帖最后由 ryancat 于 2008-9-27 10:01 编辑 ]

作者: Cyberman.Wu 时间: 2008-09-27 10:17
我印象中spin_lock主要是用于多处理器的吧，实际上是一个循环死等吧。以前Linux都是专门编译SMP版本和非SMP版本的，现在许多发行商图省事好像直接发面的是SMP版本的；当然就算是多核，你这种用法还是有可能最终全部挂死的。

我感觉你对内核“可抢占”的理解有问题，任何系统中，不管怎么设计，但终都会有一部分必须是串行执行的，所谓“可抢占”只是这一部分要尽量小而已，Linux内核的可抢占性是指它进入内核态之后许多时候还是可以被抢占的，并不是在内核的任何执行过程中都能被抢占。你见过哪一个实时操作系统可以在任何时候可以被抢占吗？VxWorks有一个kernel state，一旦进入这个状态任何抢占后最终也需要在kernel state执行的操作都会被挂在一个work queue中，最终串行地执行。

作者: ryancat 时间: 2008-09-27 10:59

原帖由 Cyberman.Wu 于 2008-9-27 10:17 发表
我印象中spin_lock主要是用于多处理器的吧，实际上是一个循环死等吧。以前Linux都是专门编译SMP版本和非SMP版本的，现在许多发行商图省事好像直接发面的是SMP版本的；当然就算是多核，你这种用法还是有可能最终 ...

我找到可能的原因了,在单核上面获取自旋锁一般就是关调度,这个时候其他进程就没法抢占了,所以死机.

作者: Cyberman.Wu 时间: 2008-09-28 10:20
标题: 回复 #8 ryancat 的帖子
Linux不清楚，不过一般来说CPU总要干点什么的，关调度并不见得就不能切换。

对于单核，由于同一时刻只有一个任务在招待，所以切换的时机也内有两个，一是当前任务通过调用进入内核空间引起主动切换，另一个是外部中断（包含时钟中断）而导致的切换，所以如果一个任务如果持有信号量而切换出去，后面任务还会继续运行，如果它也去获取这个信号量，就会由于获取失败而也切换出去。而对于spin lock，实际上主动是用于多CPU之前互斥的，由于是非常短的操作，通常就用“忙等”了吧。下面是2.6.9内核中i386的实现：

static inline void _raw_spin_lock(spinlock_t *lock)
{
#ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
if (unlikely(lock->magic != SPINLOCK_MAGIC)) {
printk("eip: %p\n", __builtin_return_address(0));
BUG();
}
#endif
__asm__ __volatile__(
spin_lock_string
:"=m" (lock->lock) : : "memory");
}

#define spin_lock_string \
"\n1:\t" \
"lock ; decb %0\n\t" \
"jns 3f\n" \
"2:\t" \
"rep;nop\n\t" \
"cmpb $0,%0\n\t" \
"jle 2b\n\t" \
"jmp 1b\n" \
"3:\n\t"

从这里可以看出是一个死循环，只到变量恢复为1为止。

如果只是想锁一下如果不行就不做某种操作应该用spin_trylock吧。另外Linux内核中如果不打开SMP开关编译实际上spin_lock是空操作，就不会出现这种情况了；不过现在的发行版本如果不自己重新编译内核都是直接支持SMP的，主要是现在多核的CPU越来越多，而对于普通用户要编译内核也是很麻烦的。

[ 本帖最后由 Cyberman.Wu 于 2008-9-28 11:02 编辑 ]

作者: jeff1115 时间: 2008-09-28 13:23
标题: 回复 #1 ryancat 的帖子
对的 2.6肯定是可以抢占的
但是自旋锁是不可中断的

作者: ryancat 时间: 2008-09-28 14:54

原帖由 jeff1115 于 2008-9-28 13:23 发表
对的 2.6肯定是可以抢占的
但是自旋锁是不可中断的

是可以抢占,但是不知道抢占的程度是什么.比如只能在某几个特殊点抢占(如isr返回,系统调用返回等),还是内核态的大部分时间都可以抢占.
自旋锁为什么不可以中断呢?那spin_lock和spin_lock_irq就没区别了.

作者: Cyberman.Wu 时间: 2008-09-29 11:23
标题: 回复 #11 ryancat 的帖子
任何系统都会有某些关键部分只能顺序执行的，或者说某些关键资源只能串行访问，严格来说所谓的可抢占只是指这一部分尽量地小，但很难完全没有的；另外也要看抢占过来的这一部分做的是什么操作，如果不需要内核操作则可以抢占过来招待。对于spin_lock，另一个CPU中断应该不会被关闭吧，如果来一个中断还是可以招待的，只是如果它如果也试图去锁定同一个spin lock才会忙等吧。另外从2.6代码看它有一个带flag的spin_lock，可以在得不到spin lock时就开中断然后再循环。

你可以看一看ucOS/II，它为了使系统的实时性尽量提高，在同一个系统调用过程中，如果前后两部分不要求一直锁中断的话，中间会开中断并且执行一个空操作，如果有外部中断的话可以及时响应，其含义其实是类似的。

[ 本帖最后由 Cyberman.Wu 于 2008-9-29 11:25 编辑 ]

作者: chinaemblinux 时间: 2008-09-30 12:49
2.6内核肯定是可以抢占的，当然需要在编译前配置内核时使能抢占；但是自旋锁只能用于多核处理器，对于单处理器来说是不起作用的；因为自旋锁的自旋是始终占用CPU的，如果在单处理器上自旋，系统就死了。

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