验证Linux“__schedule“调用条件,关中断和关调度是必须的嘛?

2024-04-26 04:08

本文主要是介绍验证Linux“__schedule“调用条件,关中断和关调度是必须的嘛?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

"__schedule"函数是linux操作系统中的核心函数,就是它实现了操作系统最基本的多任务切换功能,使系统可以称之为操作系统,"__schedule"函数功不可没!

看下图,所有的引起任务切换的调用路径最终都会调用到__schedule函数,可见它在系统实现中的核心作用。

上图已经搜罗了系统里面所有所有会调用到__schedule函数的接口的父函数,只有六个地方,看起来扇入不是太多,不太像一个核心接口,实际上,从函数的双下划线标志就能大概猜到,它是一个内部接口,只供核心内部调用,所以当然它的扇入不会太大,但是他的父函数就不一样了,例如schedule接口在内核中被广泛调用,遍布整个内核,所以实际上__schedule的扇入是通过夫函数体现出来的,本身作为一个内部公共实现只供有限的几个点调用。

通过上图可以看到,在调用__schedule之前,每个父函数都会直接或者间接的调用"preeempt_diable"来设置抢占标志,禁止当前CPU上的抢占发生(schedule_idle是个例外,并非是因为他不会调用preempt_disable, 而是因为 linux的ilde任务在出生时就已经关闭了调度,具体可以看另一篇文章).

从另一个地方也可以看出来,__schedule函数在入口会直接调用schedule_debug函数

而schedule_debug会检查抢占是否已关,没关的话就会调用__schedule_bug给出内核警告,看起来还是一个比较严重的事件的!

所以可以基本确定:

规则1:环境在调用__schedule前, 必须主动关闭抢占

现在看另一条规则,先看一下__schedule的执行细节:

可以看到,__schedule函数内部,在入口处必定会调用 local_irq_disable执行关闭CPU本地中断的操作,而退出的时候,两条路径都会执行 local_irq_enable的操作,并且不是通常的"riqsave"以及"irqrestore"的禁止/恢复形式,而是关闭/打开这种方式,这和一般的驱动或者中间层的调用方式不大一样,或许这就是最核心接口的特权:).

一般来讲,一个函数应该要保证,它的入口处的状态和出口处的状态,必须要一致的。按照这样的原则,考虑到__schedule退出的时候会无条件打开中断,为了满足对称的要求,我们只能猜测,就像关闭抢占一样,环境在调用__schedule之前,必须要打开中断响应能力,以便__schedule函数返回后,状态能够一致!

事实是这样吗?

很遗憾,搭建qemu环境实测了一下,大部分场景下都是符合要求的,但是在一个点上,出现了不满足。

在schedule_debug中增加检测中断使能的逻辑

 zui

最终发现,在do_work_pending函数中,出现了在中断关闭的情况下调用schedule的情况

do_work_pending里面,一处比较没有意义的区分,如果在调用schedule之前,调用local_irq_enable也无大碍,而且最后无条件执行local_irq_disable也符合schedule之后,中断响应打开,建立临界区的语义。

也就是在这里 __schedule函数入口处和出口处的中断状态不在对称.

在这一点上,MIPS port的执行逻辑和arm 是类似的,124行,执行 jal schedule的时候,中断也是关闭的退出时就打开了,所以126行迅速执行关闭,再次检测调度条件,这一点和上面的 do_work_pending如出一辙。

如果抛去对称性的讨论,单纯看流程倒是可以理解为,保证thread_flags的获取和判断是原子的,而从内部__schedule 出来再到 678行关闭中断,这段时间中断是打开的,可以发生抢占,只是牺牲了对称性,可能linux开发者觉得,这没什么问题!看下图!

irq_disable();

.............

do {

      ....................

        schedule();----->__schedule { ............. irq_enable()};

        .................   //interrupt preempt happend!

        irq_disabe();

       ...................

}

还是i不用纠结了,软件就是折衷,凑合的过程,不要过度追求完美,甚至linux也是一样。

这篇关于验证Linux“__schedule“调用条件,关中断和关调度是必须的嘛?的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/936676

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