L4 mips的基本机制之IPC、调度和中断

 

 

 

 

假设A是当前线程，A发送消息给B，然后从C接收消息

（下面指的应该是异步的吧）

send()

         在send-onlyIPC, A发送给B，只有当B的优先级比A高的时候，才会发送给B

receive() 

         线程A执行receive-onlyIPC，直接切换到C

call()

         客户端A执行call IPC，直接切换到B。                   

replaywait()              

         服务端A应答客户B，同时等待用户C的下一次要求，只有当B的优先级比C的高的时候，才会转移到B，完成接收动作。

 

 

时间片donation

         理论上讲，L4线程能够将自己的剩余时间片donate给另外一个线程。如果接受donate的线程没有被阻塞，它将执行完donate的时间片，然后再按照标准调度策略进行调度。

 

donate分为显式和隐式

         显式指的是在thread_switch的时候指定

         隐式指的是在IPC路径中，将控制权转移给另外的准备好接收的线程的时候。

         上表中总结了时间片donate在L4中的场景。

        

         实际上，L4ka和L4-embedded都不会执行到donate时间片结束，而是最少执行到下次时钟中断，最多执行到自己的时间片结束。

 

 

         在实时系统中，中断有两个角色，

第一，当被定时器触发，用来标识逝去的时间以及确定时间相关的操作的始终。

         第二，当被外设或者传感器触发，用来通知cpu异步事件的发生，此时一般需要立即执行。否则影响实时性。

 

         L4处理中断的过程

         主要包括三个函数irq_thread(),handle_interrupt(), 以及控制IC的底层线程。

         当L4接收到中断，平台相关的处理函数将会禁止该中断，然后调用handle_interrupt()，该函数产生IPC.

如果用户处理线程没有处于等待状态，将当前的IPC放入到处理线程等待队列中，将irq_thread()设置为运行状态，然后返回到被中断的线程中;

如果用户处理线程处于等待状态，并且被中断线程为irq_thread()或者空线程，直接跳转到对应的线程当中。

最后，如果用户处理线程处理为等待线程，但是被中断线程不是上述的两者，当用户处理线程优先级更高的时候，将会执行直接进程切换（direct process switch），否则将用户处理线程放到就绪队列上，切换回被中断调度，类似于IPC的send()。

irq_thread()，为简单的无限循环执行两个动作，发送挂起消息到处于就绪状态用户处理函数，然后阻塞以等待用户处理函数处理中断时候的回复，当接收到回复的时候，irq_thread()将IC中的该中断号再次使能，将自己挂起。

 

         当前L4ka的不足，中断延迟和内核不可抢占

         中断处理代码执行开始时间相对较晚。

         在之前的设计中，unmap操作耗费的时间比较长，影响了调度性能。在L4-embedded中开始引入了抢占点，并且将部分内存工作继续移动到内核外面。