由preempt_disable的实现想到的

#define preempt_disable() /
do { /
inc_preempt_count(); /
barrier(); /
} while (0)

实现很简单，就两行代码，第一行把进程描述符中的preempt_count加1，第二行加一个优化屏障。展开inc_preempt_count()后就是：

current->thread_info->preempt_count++;

barrier();

看到这个实现的时候，觉的很奇怪，用个优化屏障就够了吗？似乎应该用内存屏障mb()。优化屏障只能保证编译器不乱排指令，而如果CPU乱序执行，被preempt_disable保护的临界区中的指令岂不是有可能在preempt_count++之前执行。但可以肯定这不是个BUG，这么重要的地方不可能出现这么低级的BUG。那么就结合preempt_disable的应用环境分析一下，以下为个人的分析，并未得到权威认证，如有错误还请指正。

既然没有BUG，那只能有两种可能，第一就是禁用抢占后临界区中的指令，不会先于preempt_count++执行。第二就是在临界区中的指令先执行且preempt_count++尚未执行的时候，不能发生抢占或者抢占不会有问题。第一种情况由于cpu的乱序执行显然无法保证。那么只能是第二种。为什么呢？接着分析。

内核抢占发生在硬件中断唤醒一个高优先级任务的时候，当发现当前任务的优先级低于被唤醒的任务的优先级且当前任务的preempt_count为0，那么就会抢占当前任务。因此硬件中断是导火索，也就是说只有在临界区中的指令执行后，preempt_count++未执行前发生一个硬件中断，才有可能发生抢占。但是硬件中断都是precise interrupt，精确中断，即中断发生时的PC指针记录的指令之前的指令都已完成，之后的指令都未执行。这样即使在上述情况发生一个硬件中断，硬件只能有两种方法来保证中断的精确性：

1. 丢弃临界区中指令的执行结果，将PC指针指向preempt_disable()。这样即使被抢占，临界区中的指令的执行结果也被丢弃了，所以不会出问题。

2. 等preempt_disable()指令执行后，将PC指针指向临界区中最后完成的指令的下一条指令。这样由于preempt_count被加1了，该任务就不能被抢占了，所以也不会出问题。

分析到这里，可以看出此处确实不需要内存屏障了，用barrier()保证编译器不乱排临界区中的指令就可以了。但是实际上这里这个barrier()还有另外一个作用，就是保证编译器会产生写内存的指令，把preempt_count的值写到内存。否则编译器可能对preempt_count进行优化，仅仅把更新后的值放到寄存器中。这样会出问题，比如在临界区中产生一个中断，中断处理程序只能从内存中去读preempt_count的值，它可能无法看到内核抢占已经被禁止，而错误的将不能被抢占的任务抢占。这是中断和进程共享数据时用barrier()来保持同步而不用锁的一个很好的例子。

终于分析完了，不由的感叹，内核真是太精妙了，简单的两行代码，隐藏着这么深的问题。要想成为linux hacker，要走的路还有很长，努力吧。

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