关于Linux操作系统的内核重入的分析

对于Linux内核重入我做了一下一些分析。

首先要界定一个范围(代码段，函数)然后才可以讨论重入。

比如以函数A,B分别为一个范围。在运行A的时候发生中断，调用B,B运行完了又返回A,这个时候称B进入A。

如果A=B,那么称A重入A,或者可以说有两个A的实例在运行。

重入导致的问题主要就是由于这两个A可以会几乎同时访问一些堆中的变量而出现不一致。解决这个问题的办法有几个:

干脆不允许某个函数(某段代码)重入，也就是如果A运行，当发生中断的时候，调用A，发现已经有A运行了，则返回，不再运行这个新的A.bottom half采用这个办法。

或者对一些临界区上锁。

或者干脆关中断。

内核的重入，首先界定的范围就是整个处于内核级的代码段。

因此，内核的重入可以说是经常发生的，比如中断发生时。

内核的重入有两种情况：

1与进程无关的中断发生时，CPU已经在内核中运行，也就是中断嵌套。一般内核会做一定的保护，比如关中断，锁临界区等。但是这种中断有一个特点，就是先进后出的栈的模式，因此，用一个栈足矣。

2与进程相关的切换。如果总是在内核返回到用户级代码段时才切换，那么这个意义上的重入就不存在，用一个内核栈就可以了。还有一种可能是在内核中就切换，由于进程执行并不是按照先进先出的模式，因此，每个进程都有一个内核栈。

还有一个问题，上面与进程无关的中断一般访问与进程无关的数据，所以需要保护的数据比较少。在这种重入中，几个进程的内核实例会访问与进程相关的共有数据，会导致不一致，而这种临界区会比较多，所以上锁可能会比较麻烦，Linux采用的是一种非透明的切换，即当前进程的内核部分必须主动放弃CPU,才可能切换。这样使内核同步比较简单。所以Linux内核的重入是一定条件下的重入,非抢占式的重入。

(T004)