linux里的抢占-preempt

1. 什么是抢占？

抢占就是进城切换， 以thread_info->preempt_count标识。

thread_info->preempt_count一物多用：

bit0-7代表的是抢占的次数，最大抢占深度为256次，

bit8-15代表的是软中断的次数，最大也是256次，

bit16-19表示中断的次数，注释的大概意思是避免中断嵌套，但是也不能防止某些驱动中断嵌套使用中断，所以嵌套16层也是最大次数了。

bit20~23代表的NMI中断

2.抢占的函数：

spin_lock()/spin_unlock()

disable_preempt()/enable_preempt()--禁止或使能内核抢占，调用下面的inc_preempt_count()/dec_preempt_count()，加了memory barrier。

inc_preempt_count()/dec_preempt_count()

get_cpu()/put_cpu()

3.调度点

a) 进程被阻塞时

b) 调整参数时，比如通过sched_setscheduler() ,nice()等函数调整进程的调度策略,静态优先级时

c) 睡眠进程被唤醒时，比如wake_up唤醒等待队列中的进程时,如果该进程具有更高优先级则会设置当前

  进程TIF_NEED_RESCHED,如果允许内核态抢占,则会调度一次

d)中断处理完时,如果中断处理过程中设置了TIF_NEED_SCHED标志,中断返回时,不论是要返回内核态还是用户态,都会发生一次抢占.当然,在这也会检查有没有软中断需要处理。

e)执行了preempt_enable()函数。

UNIX采用抢占式内核，Linux采用非抢占式内核

内核抢占（可抢占式内核）：即当进程位于内核空间时，有一个更高优先级的任务出现时，如果当前内核允许抢占，则可以将当前任务挂起，执行优先级更高的进程。

非抢占式内核：高优先级的进程不能中止正在内核中运行的低优先级的进程而抢占CPU运行。进程一旦处于核心态（例如用户进程执行系统调用），则除非进程自愿放弃CPU，否则该进程将一直运行下去，直至完成或退出内核

抢占式内核的意义：首先，这是将Linux应用于实时系统所必需的。实时系统对响应时间有严格的限定，当一个实时进程被实时设备的硬件中断唤醒后，它应在限定的时间内被调度执行。而Linux不能满足这一要求，因为Linux的内核是不可抢占的，不能确定系统在内核中的停留时间。事实上当内核执行长的系统调用时，实时进程要等到内核中运行的进程退出内核才能被调度，由此产生的响应延迟，在如今的硬件条件下，会长达100ms级。这对于那些要求高实时响应的系统是不能接受的。而可抢占的内核不仅对Linux的实时应用至关重要，而且能解决Linux对多媒体（video， audio）等要求低延迟的应用支持不够好的缺陷。

顶

内核态抢占(Kernel

Preemption)

在2.6

kernel以前，kernelcode(中断和系统调用属于kernel

code)会一直运行，直到code被完成或者被阻塞(系统调用可以被阻塞)。在

2.6kernel里，Linuxkernel变成可抢占式。当从中断处理例程返回到内核态(kernel-space)时，kernel会检查是否可以抢占和是否需要重新调度。kernel可以在任何时间点上抢占一个任务(因为中断可以发生在任何时间点上)，只要在这个时间点上kernel的状态是安全的、可重新调度的。

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