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可重入内核 |
基础 |
可重入内核... |
内核 重入 内核控制路径 |
所有的Unix内核都是可重入的（reentrant），这表示若干进程可以同时在内核态下执行。不过，取决于CPU的数量，单核处理器的系统上只有一个进程在真正执行。但是有许多进程可能在等待CPU或者I/O操作完成时在内核状态下被阻塞1。
提供可重入的一种方式是编写函数，以便这些函数只能修改局部变量，而不能改变全局的数据结构，这样的函数叫可重入函数。但是可重入内核不仅仅局限于这样的可重入函数，相反，可重入内核可以包含非重入函数。并且利用锁机制保证一次只有一个进程执行一个非重入函数。
如果一个硬件中断发生，可重入内核能挂起当前正在执行的进程，即使这个进程处于内核态。这种能力是非常重要的2。一旦设备发出中断，它就一直等待CPU应答，如果内核能够快速应答，设备控制器在CPU处理中断时就能执行其他任务。
在最简单的情况下，CPU从第一条指令到最后一条指令顺序地执行内核控制路径3。然而，在当下述事件之一发生时，CPU交错执行内核控制路径：
- 运行在用户态下的进程调用一个系统调用，而相应的内核控制路径发现这个请求无法立即执行，然后，内核控制路径调用调度程序选择一个新的进程运行。然后，进程发生切换，第一个内核控制路径还未完成，而CPU又重新开始执行其他内核控制路径。在这种情况下，两条控制路径代表两个不同的进程在执行。
- 当运行第一个内核控制路径时，CPU监测到一个异常4，第一个控制器被挂起，CPU开始执行合适的过程。
- 当CPU正在运行一个启用了中断的内核控制路径时，发生了一个硬件中断。第一个还未执行完，CPU开始执行另一个内核控制路径来处理这个情况，直到完成。完成后第一个控制路径恢复。
- 在支持抢占式调度的内核中，可能一个更高优先级的进程进入调度队列，则CPU同样中断第一个执行控制路径，优先响应更高优先级的进程。