Linux 可重入内核

Posted 2020-07-29 时光撒谎

      Linux内核是可重入的，这意味着几个进程可能同时在内核模式下执行。(当然单处理器系统，在某一时间只会有一个进程执行，但许多会阻塞在内核模式)这些进程会分时共享CPU、I/O设备等系统资源，给用户的感觉就像是在同时运行。

 

       提供可重入代码的方法：

       编写的函数都只会影响到局部变量，而不能改变全局的数据结构。这样的函数称为可重入函数。但由于有些需要访问I/O设备等共享资源，所以内核还要有不可重入函数。可重入内核不仅仅局限于这样的可重入函数，相反，可重入内核可以包含非重入函数Linux使用锁机制，来保证在某一时间内只有一个进程可执行该不可重入代码，也就是分时共享的办法，来实现可重入的内核。

   

       在中断处理例程中，不应该有不可重入代码，因为不可重入代码会导致处理流程等待，进而导致中断不能得到及时的处理，甚至很容易导致系统死锁而代码得不到进一步的执行。中断处理例程除了可以被更高优先级的中断暂时中止，它应该能被顺序地执行完。

  

     异常处理例程、中断处理例程，以及这些例程的嵌套，当它们中止其他内核控制进程时，是不会改变进程执行上下文的，也就是只有当进程处于用户态时，才会保存被中止进程的状态。

      如果一个硬件中断发生，可重入内核挂起当前正在执行的进程，即使这个进程处于内核态。这种能力是非常重要的，因为这能提高发出中断的设备控制器的吞吐量。一旦设备已发出一个中断，它就一直等待直到CPU响应。如果内核快速响应，设备控制器在CPU处理中断时就能执行其他任务。

 

        实现可重入内核的一个关键技术就是同步技术。如果内核控制链路，因对一内核数据结构访问而被阻塞，则是不允许其他内核控制路径对同样的数据结构进行操作，否则，两个控制路径会破坏该存储的信息，导致内核控制链路路径执行不确定。