linux-kernel - 为什么这段代码会死锁？

Question

我在可加载模块中创建了 2 个 Linux 内核线程，并将它们绑定(bind)到在双核 Android 设备上运行的独立 CPU 内核。运行这几次后，我注意到设备通过 HW 看门狗定时器重置重新启动。我一直在解决这个问题。可能导致死锁的原因是什么？

基本上，我需要做的是，确保两个线程在不同的内核上同时运行 do_something() 而没有任何人窃取 cpu 周期(即禁用中断)。我为此使用自旋锁和 volatile 变量。我还有一个信号量供父线程在子线程上等待。

#define CPU_COUNT 2

/* Globals */
spinlock_t lock;
struct semaphore sem;
volatile unsigned long count;

/* Thread util function for binding the thread to CPU*/
struct task_struct* thread_init(kthread_fn fn, void* data, int cpu)
{
    struct task_struct *ts;

    ts=kthread_create(fn, data, "per_cpu_thread");
    kthread_bind(ts, cpu);
    if (!IS_ERR(ts)) {
        wake_up_process(ts);
    }
    else {
        ERR("Failed to bind thread to CPU %d\n", cpu);
    }
    return ts;
}

/* Sync both threads */
void thread_sync()
{   
    spin_lock(&lock);
    ++count;
    spin_unlock(&lock); 

    while (count != CPU_COUNT);
}

void do_something()
{
}

/* Child thread */
int per_cpu_thread_fn(void* data)
{
    int i = 0;
    unsigned long flags = 0;
    int cpu = smp_processor_id();

    DBG("per_cpu_thread entering (cpu:%d)...\n", cpu);

    /* Disable local interrupts */
    local_irq_save(flags);

    /* sync threads */
    thread_sync();

    /* Do something */
    do_something();

    /* Enable interrupts */
    local_irq_restore(flags);

    /* Notify parent about exit */
    up(&sem);
    DBG("per_cpu_thread exiting (cpu:%d)...\n", cpu);
    return value;
}

/* Main thread */
int main_thread()
{
    int cpuB;
    int cpu = smp_processor_id();
    unsigned long flags = 0;

    DBG("main thread running (cpu:%d)...\n", cpu);

    /* Init globals*/
    sema_init(&sem, 0);
    spin_lock_init(&lock);
    count = 0;

    /* Launch child thread and bind to the other CPU core */
    if (cpu == 0) cpuB = 1; else cpuB = 0;        
    thread_init(per_cpu_thread_fn, NULL, cpuB);

    /* Disable local interrupts */
    local_irq_save(flags);

    /* thread sync */
    thread_sync();

    /* Do something here */
    do_something();

    /* Enable interrupts */
    local_irq_restore(flags);

    /* Wait for child to join */
    DBG("main thread waiting for all child threads to finish ...\n");
    down_interruptible(&sem);
}

Answer 1

我不确定，这是一个真正的原因，但您的代码包含一些严重的错误。

首先 while (count != CPU_COUNT);。除非读取是原子的，否则不得在未持有锁的情况下读取共享变量。使用 count 不能保证是。

您必须使用锁保护对count 的读取。您可以将 while 循环替换为以下内容:

unsigned long local_count;
do {
    spin_lock(&lock);
    local_count = count;
    spin_unlock(&lock);
} while (local_count != CPU_COUNT);

或者，您可以使用原子类型。注意没有锁定

atomic_t count = ATOMIC_INIT(0);

...

void thread_sync() {
    atomic_inc(&count);
    while (atomic_read(&count) != CPU_COUNT);
}

第二个 中断问题。我想，你不明白你在做什么。

local_irq_save() 保存和禁用中断。然后，您再次使用 local_irq_disable() 禁用中断。完成一些工作后，您可以使用 local_irq_restore() 恢复之前的状态，并使用 local_irq_enable() 启用中断。这种启用是完全错误的。您启用中断，而不管它们之前的状态如何。

第三问题。如果主线程未绑定(bind)到 cpu，则不应使用 smp_processor_id() 除非您确定内核不会在您获得 cpu 编号后立即重新调度。最好使用 get_cpu()，它会禁用内核抢占，然后返回 cpu id。完成后，调用 put_cpu()。

但是，当您调用 get_cpu() 时，这是创建和运行其他线程的错误。这就是为什么你应该设置主线程的亲和性。

第四。 local_irq_save() 和 local_irq_restore() 宏采用变量，而不是指向 unsigned long 的指针。 (我有一个错误和一些警告传递指针。我想知道你是如何编译你的代码的)。删除引用

最终代码可在此处获得:http://pastebin.com/Ven6wqWf