Вытеснение пространства ядра

Вытеснение пространства ядра

Ядро операционной системы Linux, в отличие от ядер большинства вариантов ОС Unix, является полностью преемптивным (вытесняемым, preemptible). В непреемптивных ядрах код ядра выполняется до завершения. Иными словами, планировщик не может осуществить планирование для выполнения другого задания, пока какое-либо задание выполняется в пространстве ядра — код ядра планируется на выполнение кооперативно, а не посредством вытеснения. Код ядра выполняется до тех пор, пока он не завершится (возвратит управление в пространство пользователя) или пока явно не заблокируется. С появлением серии ядер 2.6, ядро Linux стало преемптивным: теперь есть возможность вытеснить задание в любой момент, конечно, пока ядро находится в состоянии, когда безопасно производить перепланирование выполнения.

В таком случае когда же безопасно производить перепланирование? Ядро способно вытеснить задание, работающее в пространстве ядра, когда это задание не удерживает блокировку. Иными словами, блокировки используются в качестве маркеров тех областей, в которые задание не может быть вытеснено. Ядро рассчитано на многопроцессорность (SMP-safe), поэтому если блокировка не удерживается, то код ядра является реентерабельным и его вытеснять безопасно.

Первое изменение, внесенное для поддержки вытеснения пространства ядра, — это введение счетчика преемптивности preempt_count в структуру thread_info каждого процесса. Значение этого счетчика вначале равно нулю и увеличивается на единицу при каждом захвате блокировки, а также уменьшается на единицу при каждом освобождении блокировки. Когда значение счетчика равно нулю— ядро является вытесняемым. При возврате из обработчика прерывания, если возврат выполняется в пространство ядра, ядро проверяет значения переменных need_resched и preempt_count. Если флаг need_resched установлен и значение счетчика preempt_count равно нулю, значит, более важное задание готово к выполнению и выполнять вытеснение безопасно. Далее активизируется планировщик. Если значение счетчика preempt_count не равно нулю, значит, удерживается захваченная блокировка и выполнять вытеснение не безопасно. В таком случае возврат из обработчика прерывания происходит в текущее выполняющееся задание. Когда освобождаются все блокировки, удерживаемые текущим заданием, значение счетчика preempt_count становится равным нулю. При этом код, осуществляющий освобождение блокировки, проверяет, не установлен ли флаг need_resched. Если установлен, то активизируется планировщик. Иногда коду ядра необходимо иметь возможность запрещать или разрешать вытеснение в режиме ядра, что будет рассмотрено в главе 9.

Вытеснение пространства ядра также может произойти явно, когда задача блокируется в режиме ядра или явно вызывается функция schedule(). Такая форма преемптивности ядра всегда поддерживалась, так как в этом случае нет необходимости в дополнительной логике, которая бы давала возможность убедиться, что вытеснение проводить безопасно. Предполагается, что если код явно вызывает функцию schedule(), то точно известно, что перепланирование производить безопасно.

Вытеснение пространства ядра может произойти в следующих случаях.

• При возврате из обработчика прерывания в пространство ядра.

• Когда код ядра снова становится преемптивным.

• Если задача, работающая в режиме ядра, явно вызывает функцию schedule().

• Если задача, работающая в режиме ядра, переходит в приостановленное состояние, т.е. блокируется (что приводит к вызову функции schedule()).

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

2.5 Экономия Пространства

Из книги C++ автора Хилл Мюррей

2.5 Экономия Пространства В ходе программирования нетривиальных разработок неизбежно наступает время, когда хочется иметь больше пространства памяти, чем имеется или отпущено. Есть два способа выжать побольше пространства из того, что доступно:1. Помещение в байт более


Пользовательские пространства имен

Из книги Язык программирования С# 2005 и платформа .NET 2.0. [3-е издание] автора Троелсен Эндрю

Пользовательские пространства имен До этого момента мы создавали небольшие тестовые программы, используя пространства имен, существующие в среде .NET (в частности, пространство имен System). Но иногда при создании приложения бывает удобно объединить связанные типы в одном


Пространства имен ASP.NET 2.0

Из книги UNIX: взаимодействие процессов автора Стивенс Уильям Ричард

Пространства имен ASP.NET 2.0 В библиотеках базовых классов .NET 2.0 предлагается не менее 34 пространств имен, имеющих отношение к Web. Всю эту совокупность пространств имен можно разбить на четыре главные группы.• Базовые функциональные возможности (типы, обеспечивающие


Пространства имен .NET для Web-сервисов XML

Из книги Программирование на языке Ruby [Идеология языка, теория и практика применения] автора Фултон Хэл

Пространства имен .NET для Web-сервисов XML Теперь, когда у вас есть база для понимания принципов функционирования Web-сервисов XML, мы с вами можем заняться построением такого объекта в рамках платформы .NET. Библиотеки базовых классов определяют целый ряд пространств имен,


1.4. Пространства имен

Из книги Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация автора Александреску Андрей

1.4. Пространства имен Если два неродственных процесса используют какой-либо вид IPC для обмена информацией, объект IPC должен иметь имя или идентификатор, чтобы один из процессов (называемый обычно сервером — server) мог создать этот объект, а другой процесс (обычно один или


11.3.11. Обход пространства объектов

Из книги Технология XSLT автора Валиков Алексей Николаевич

11.3.11. Обход пространства объектов Система исполнения Ruby должна отслеживать все известные объекты (хотя бы для того, чтобы убрать мусор, когда на объект больше нет ссылок). Информацию о них можно получить с помощью метода ObjectSpace.each_object.ObjectSpace.each_object do |obj| printf "%20s: %s ", obj.class,


Пространства имен и модули

Из книги Язык программирования Си для персонального компьютера автора Бочков C. О.

Пространства имен и модули Системы имеют подсистемы, которые в свою очередь состоят из подсистем и так до бесконечности — именно поэтому мы всегда движемся сверху вниз. — Алан Перлис (Alan Perlis) Пространство имен — очень важный инструмент для управления именами и снижения


Пространства имен

Из книги Разработка ядра Linux автора Лав Роберт

Пространства имен В программе на языке Си имена (идентификаторы) используются для ссылок на различного рода объекты — функции, переменные, формальные параметры и т. п. При соблюдении определенных правил, описанных в данном разделе, допускается использование одного и


2.7. Использование пространства имен

Из книги QT 4: программирование GUI на С++ автора Бланшет Жасмин

2.7. Использование пространства имен Предположим, что мы хотим предоставить в общее пользование наш класс Array, разработанный в предыдущих примерах. Однако не мы одни занимались этой проблемой; возможно, кем-то где-то, скажем, в одном из подразделений компании Intel был


8.5. Определения пространства имен А

Из книги автора

8.5. Определения пространства имен А По умолчанию любой объект, функция, тип или шаблон, объявленный в глобальной области видимости, также называемой областью видимости глобального пространства имен, вводит глобальную сущность. Каждая такая сущность обязана иметь


Вытеснение процесса

Из книги автора

Вытеснение процесса Как уже упоминалось, операционная система Linux использует вытесняющую многозадачность. Когда процесс переходит в состояние TASK_RUNNING, ядро проверяет значение приоритета этого процесса. Если это значение больше, чем приоритет процесса, который


Вытеснение и переключение контекста

Из книги автора

Вытеснение и переключение контекста Переключение контекста — это переключение от одной, готовой к выполнению задачи к другой. Это переключение производится с помощью функции context_switch(), определенной в файле kernel/sched.c. Данная функция вызывается функцией schedule(), когда новый


Вытеснение пространства пользователя

Из книги автора

Вытеснение пространства пользователя Вытеснение пространства пользователя (user preemption) происходит в тот момент, когда ядро собирается возвратить управление режиму пользователя, при этом устанавливается флаг need_resched и, соответственно, активизируется планировщик. Когда


Структура mm_struct и потоки пространства ядра

Из книги автора

Структура mm_struct и потоки пространства ядра Потоки пространства ядра не имеют своего адресного пространства процесса и, следовательно, связанного с ним дескриптора памяти. Значение поля mm для потока пространства ядра равно NULL. Еще одно определение потока ядра — это