2014年(84)
分类: LINUX
2014-05-20 16:46:24
原文地址:linux rtmutex分析 作者:buaa_zhaoc
最近在看linux rtmutex部分的实现过程,就像他注释中写的一样,还是比较简单的。其中比较复杂的部分就是关于任务优先级继承的部分。
首先介绍优先级反转的背景。
何为优先级反转?通俗来说就是低优先级的任务抢占了高优先级的运行权。下面举出一个优先级翻转的场景。
系统中有三个具有不同优先级的任务A,B,C。其中A的优先级最高,B次之,C的优先级最低。系统中A与C共享一个资源,此时C任务先就绪获得此资源的使用权限,这时A任务就绪,也想使用此资源,但是由于C已经在访问状态,所以A被阻塞。此时B任务就绪,如果系统中无优先级翻转处理等机制,那么B任务就会剥夺C任务的运行权限,从而也就剥夺了A任务的运行权限,这样稍低优先级的任务就抢占了高优先级的任务。此种现象就是优先级翻转问题。
解决优先级翻转的问题通常有几种,一种是优先级继承方式,还有就是天花板方式。
1. 优先级继承方式是指在有任务阻塞到相应共享资源时,所获得资源的任务继承被阻塞任务的优先级,当然只是继承更高的优先级,小于等于的无视。在上例中就为A获得资源被C阻塞时,C任务继承A任务的高优先级,这样B再就绪时就不会抢占C的运行权,从而就避免了优先级翻转现象。
2. 优先级天花板办法,就是将获得共享资源时,直接提升任务的优先级到可以获得此种资源的最高优先级。在上例中,当C获得此资源时,直接升到最高的优先级,如果系统中只有A,C使用此资源,那么就升级到A的优先级,这样B就绪时也无法抢占C的运行权,从而避免了优先级反转现象。
两者的区别主要在获得优先级提升的时间,前者在有高优先级任务发生阻塞时,后者是直接在获得资源时提升优先级。
rtmutex主要数据结构
rt_mutex,就是一个互斥锁的结构,只有三个元素。
rtmutex waiter的数据结构:用于记录等待互斥锁得结构
主要的数据结构如上所示,后续介绍rtmutex的具体函数调用流程,由于是mutex,那么主要从最大需求的三个方面来介绍,一个是init,一个是lock,最后一个就是unlock
1)初始化函数
此函数已经简单到不能再简单了,将rt_mutex中的相关item初始化。
2)lock函数
其中,rt_mutex_fastlock首先尝试快速获得lock,如果尝试无法成功,则调用rt_mutex_slowlock 继续获得锁。
3)unlock函数
此函数与上述lock函数一样,首先尝试快速的unlock,如果不符合条件,那么再调用rt_mutex_slowunlock函数完成解锁操作。
内部机制,我是很想好好阐述出来的,但是由于自己表达能力有限,等后续总结好了,再更改此篇博客。想写一篇好的技术博客真TM难啊。看懂一个东西简单,讲明白一个东西真TM难,想要理解为啥这么搞更TM难。