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

/*

*        PREEMPT_MASK:        0x000000ff //等于0时可抢占,抢占的嵌套次数最多是256

*        SOFTIRQ_MASK:        0x0000ff00

*        HARDIRQ_MASK:        0x000f0000

*            NMI_MASK:        0x00f00000

* PREEMPT_NEED_RESCHED:        0x80000000

*/

#define PREEMPT_BITS    8

#define SOFTIRQ_BITS    8

#define HARDIRQ_BITS    4

#define NMI_BITS        4

#define PREEMPT_SHIFT  0

#define SOFTIRQ_SHIFT  (PREEMPT_SHIFT + PREEMPT_BITS)

#define HARDIRQ_SHIFT  (SOFTIRQ_SHIFT + SOFTIRQ_BITS)

#define NMI_SHIFT      (HARDIRQ_SHIFT + HARDIRQ_BITS)

#define __IRQ_MASK(x)  ((1UL << (x))-1)

#define PREEMPT_MASK    (__IRQ_MASK(PREEMPT_BITS) << PREEMPT_SHIFT)

#define SOFTIRQ_MASK    (__IRQ_MASK(SOFTIRQ_BITS) << SOFTIRQ_SHIFT)

#define HARDIRQ_MASK    (__IRQ_MASK(HARDIRQ_BITS) << HARDIRQ_SHIFT)

#define NMI_MASK        (__IRQ_MASK(NMI_BITS)    << NMI_SHIFT)

#define PREEMPT_OFFSET  (1UL << PREEMPT_SHIFT)

#define SOFTIRQ_OFFSET  (1UL << SOFTIRQ_SHIFT)

#define HARDIRQ_OFFSET  (1UL << HARDIRQ_SHIFT)

#define NMI_OFFSET      (1UL << NMI_SHIFT)

#define hardirq_count() (preempt_count() & HARDIRQ_MASK)

#define softirq_count() (preempt_count() & SOFTIRQ_MASK)

#define irq_count()    (preempt_count() & (HARDIRQ_MASK | SOFTIRQ_MASK \

                                | NMI_MASK))

/*     

* Are we doing bottom half or hardware interrupt processing?

*

* in_irq()      - We're in (hard) IRQ context

* in_softirq()  - We have BH disabled, or are processing softirqs

* in_interrupt() - We're in NMI,IRQ,SoftIRQ context or have BH disabled

* in_serving_softirq() - We're in softirq context

* in_nmi()      - We're in NMI context

* in_task()      - We're in task context

*

* Note: due to the BH disabled confusion: in_softirq(),in_interrupt() really

*      should not be used in new code.

*/

#define in_irq()                (hardirq_count())

#define in_softirq()            (softirq_count())

#define in_interrupt()          (irq_count())

#define in_serving_softirq()    (softirq_count() & SOFTIRQ_OFFSET)

#define in_nmi()                (preempt_count() & NMI_MASK)

#define in_task()              (!(preempt_count() & \

                                  (NMI_MASK | HARDIRQ_MASK | SOFTIRQ_OFFSET)))

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。

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