Разработка ядра Linux
вернуться

Лав Роберт
Шрифт:

Для того чтобы запретить обработку всех типов нижних половин (всех отложенных прерываний и, соответственно, тасклетов), необходимо вызвать функцию

local_bh_disable
. Для разрешения обработки нижних половин необходимо вызвать функцию
local_bh_enable
. Да, у этих функций "неправильные" названия. Никто не потрудился переименовать эти функции, когда интерфейс BH уступил место интерфейсу отложенных прерываний. В табл. 7.4 приведены сведения об этих функциях.

Таблица 7.4. Список функций управления обработкой нижних половин

Функция Описание
void local_bh_disable
 Запретить обработку всех отложенных прерываний (softirq) и тасклетов (tasklet) на локальном процессоре
void local_bh_enable
 Разрешить обработку всех отложенных прерываний (softirq) и тасклетов (tasklet) на локальном процессоре

Вызовы этих функций могут быть вложенными — при этом только последний вызов функции

local_bh_enable
разрешает обработку нижних половин. Например, при первом вызове функции
local_bh_disable
запрещается выполнение отложенных прерываний на текущем процессоре. Если функция
local_bh_disable
вызывается еще три раза, то выполнение отложенных прерываний будет запрещено. Их выполнение не будет разрешено до тех пор, пока функция
local_bh_enable
не будет вызвана четыре раза.

Такая функциональность реализована с помощью счетчика

preempt_count
, который поддерживается для каждого задания (интересно, что этот же счетчик используется и для вытеснения процессов в режиме ядра) [42] . Когда значение этого счетчика достигает нуля, то можно начать обработку нижних половин. Так как при вызове функции
local_bh_enable
обработка нижних половин запрещена, то эта функция также проверяет наличие ожидающих на обработку нижних половин и выполняет их.

42

На самом деле этот счетчик используется как системой обработки прерываний, так и системой обработки нижних половин. Наличие одного счетчика для задания позволяет в операционной системе Linux реализовать атомарность заданий. Как показала практика, такой подход очень полезен для нахождения ошибок, например, связанных с тем, что задание переходит в состояние ожидания в то время, когда выполняет атомарные операции (sleeping-while-atomic bug).

Для каждой поддерживаемой аппаратной платформы имеются спои функции, которые обычно реализуются через сложные макросы, описанные в файле

<asm/softirq.h>
. Для любопытных ниже приведены соответствующие реализации на языке программирования С.

/*

* запрещение обработки нижних половин путем увеличения значения

счетчика preempt_count

*/

void local_bh_disable(void) {

 struct thread_info *t = current_thread_info;

 t->preempt_count += SOFTIRQ_OFFSET;

}

/*

* уменьшение значения счетчика preempt_count "автоматически" разрешает

* обработку нижних половин, если значение счетчика равно нулю

*

* опционально запускает все обработчики нижних половин,

* которые ожидают на обработку

*/

void local_bh_enable(void) {

 struct thread_info *t = current_thread_info;

 t->preempt_count -= SOFTIRQ_OFFSET;

 /*

 * равно ли значение переменной preempt_count нулю и ожидают ли

 * на обработку какие-либо обработчики нижних половин?

 * если да, то запустить их

 */

 if (unlikely(!t->preempt_count &&

softirq_pending(smp_processor_id)))

do_softirq;

}

Эти функции не запрещают выполнения очередей действий. Так как очереди действий выполняются в контексте процесса, нет никаких проблем с асинхронным выполнением и нет необходимости запрещать их. Поскольку отложенные прерывания и тасклеты могут "возникать" асинхронно (например, при возвращении из обработчика аппаратного прерывания), то ядру может потребоваться запрещать их. В случае использования очередей отложенных действий защита совместно используемых данных осуществляется так же, как и при работе в контексте процесса. Детали рассмотрены в главах 8 и 9.

Внизу обработки нижних половин

В этой главе были рассмотрены три механизма, которые используются для реализации отложенных действий в ядре Linux, — отложенные прерывания (softirq), тасклеты (tasklet) и очереди отложенных действий (work queue). Было показано, как эти механизмы работают и как они реализованы. Также обсуждались основные моменты, связанные с использованием этих механизмов в собственном программном коде, и было показано, какие у них неподходящие названия. Для того чтобы восстановить историческую справедливость, мы также рассмотрели те механизмы обработки нижних половин, которые существовали в предыдущих версиях ядра Linux: механизмы BH и task queue.