spin_lock与内核抢占

spin_lock与内核抢占

小狼@http://blog.csdn.net/xiaolangyangyang

内核抢占特性

        2.6内核版本加入了抢占的特性，但我们可以配置为抢占和非抢占模式。
        在单处理器2.6版本的非抢占模式下，spin_lock被编译为一条空语句，什么都不干；
        在单处理器2.6版本的抢占模式下，spin_lock可以理解为一个抢占disable的开关，并在spin_unlock中被enable；

        在SMP的2.6的抢占模式下，spin_lock才真正发挥了他的全部功能：

                防止SMP中并发访问临界区，防止内核抢占造成的竞争；并在spin_unlock中退出临界区。

linux抢占发生的时间
        抢占分为用户抢占和内核抢占。

        用户抢占在以下情况下产生：
        ● 从系统调用返回用户空间
        ● 从中断处理程序返回用户空间
        内核抢占会发生在：
        ● 当从中断处理程序返回内核空间的时候，且当时内核具有可抢占性；
        ● 当内核代码再一次具有可抢占性的时候。（如:spin_unlock时）
        ● 如果内核中的任务显式的调用schedule()
        ● 如果内核中的任务阻塞。

内核抢占配置

Preemptible kernel（linux内核抢占模式）
        No Forced Preemption（Server）：非强迫式抢占。这是传统的Linux抢占式模型，针对于高吞吐量设计。它同样在很多时候会提供很好的响应，但是也可能会有较长的延迟。如果是要建立服务器或者用于科学运算，或者要最大化内核的运算能力而不理会调度上的延迟，则选这项。
        Voluntary Kernel Preemption（Desktop）：自动式内核抢占。这个选项通过向内核添加更多的“清晰抢占点”来减少内核延迟。这些新的抢占点以降低吞吐量为代价，来降低内核的最大延迟，提供更快的应用程序响应。这通过允许低优先级的进程自动抢占来响应事件，即使进程在内核中进行系统调用。这使得应用程序运行得更“流畅”，即使系统已经是高负荷运转。嵌入式系统里面通常选择N。
        Preemptible Kernel（Low-Latency Desktop）：可抢占式内核（低延迟桌面）。这个选项通过使所有内核代码（非致命部分）编译为“可抢占”来降低内核延迟。通过允许低优先级进程进行强制抢占来响应事件，即使这些进程正在进行系统调用或者未达到正常的“抢占点”。这使得应用程序运行得更加“流畅”，即使系统已经是高负荷运转。代价是吞吐量降低，内核运行开销增大。嵌入式系统编译内核通常选择Y，这样只有很少的延迟。
其中，Preemptible Kernel子选项提供了最快的响应，适合对实时性要求较高的嵌入式系统。

自旋锁与信号量的内核抢占中的区别

        如果被保护的共享资源只在进程上下文访问，使用信号量保护该共享资源非常合适；如果对共巷资源的访问时间非常短，自旋锁也可以。但是如果被保护的共享资源需要在中断上下文访问（包括底半部即中断处理句柄和顶半部即软中断），就必须使用自旋锁。
        自旋锁保持期间是抢占失效的，而信号量和读写信号量保持期间是可以被抢占的。自旋锁只有在内核可抢占或SMP的情况下才真正需要，在单CPU且不可抢占的内核下，自旋锁的所有操作都是空操作。

http://blog.csdn.net/hunanchenxingyu/article/details/24769001

spin_lock_irq/spin_unlock_irq

        spin_lock_irq时关闭local中断，spin_unlock_irq时打开local中断
spin_lock_irqsave/spin_lock_irqrestore

        spin_lock_irqsave时保存local中断状态，spin_lock_irqrestore时恢复local中断状态

spin_lock_bh/spin_unlock_bh

        如果被保护的共享资源只在进程上下文访问和软中断上下文访问，那么当在进程上下文访问共享资源时，可能被软中断打断，从而可能进入软中断上下文来对被保护的共享资源访问，因此对于这种情况，对共享资源的访问必须使用spin_lock_bh和spin_unlock_bh来保护

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6929134b0100tdn8.html