Вопрос или проблема
Я читал, что не следует использовать блокирующий системный вызов в обработчике прерываний.
Для одноядерных систем это имеет смысл, но для многопроцессорных систем действительно ли такая блокирующая операция заблокирует всю систему? Или только процессор, на котором она выполняется?
Ответ или решение
Вопрос о том, блокируют ли прерывания все выполнение в многопроцессорных системах, является важным аспектом проектирования и разработки систем. В отличие от однопроцессорных систем, где блокирующие системные вызовы в обработчиках прерываний могут привести к серьезным проблемам с производительностью и сбоем всей системы, в многопроцессорных системах ситуация выглядит несколько иначе.
Прерывания и блокирующие операции в многопроцессорных системах
В многопроцессорной архитектуре каждый процессор может выполнять свою собственную очередь задач независимо от других процессоров. Это означает, что каждый процессор способен обрабатывать прерывания и выполнять код завершения независимо. Если один из процессоров выполняет блокирующий системный вызов, это не приведет к полной блокировке всех процессоров системы, а лишь затронет тот процессор, который выполняет этот вызов.
Однако следует учитывать несколько важных моментов при проектировании обработчиков прерываний для многопроцессорных систем:
-
Природа блокирующих системных вызовов: Использование блокирующих системных вызовов внутри обработчиков прерываний может вызвать проблемы, как только обработчик прерывания завершает свою работу. В случае, если прерывание требует какого-либо ресурса, который в настоящее время недоступен (например, ожидание завершения ввода-вывода), это может привести к увеличению задержек и снижению общих показателей системы.
-
Очередь прерываний: В многопроцессорной системе у вас, как правило, есть много параллельных потоков исполнения. Если один процессор заблокируется в ожидании завершения операции, другие процессоры могут продолжать выполнять задачи. Это может снизить общее время отклика системы, но сам заблокированный процессор будет неэффективен до тех пор, пока блокировка не будет снята.
-
Состояние системных ресурсов: Использование блокирующих вызовов также может привести к состоянию гонки или взаимной блокировке при доступе к общим ресурсам, используемым разными процессорами. Это делает проектирование обработчиков прерываний в многопроцессорных системах более сложнымTask.
-
Реализация и программная архитектура: Для избегания нежелательных блокировок рекомендуется разрабатывать обработчики прерываний так, чтобы они выполняли минимально необходимые операции. Обычно лучше выполнять все громоздкие операции вне обработки прерывания, чтобы не влиять на производительность. Вместо выполнения блокирующих операций рекомендуется использовать непрерывные вызовы или другие асинхронные методы.
Заключение
Таким образом, ответ на вопрос о том, блокируют ли прерывания все выполнение в многопроцессорных системах, заключается в том, что нет, они не блокируют всю систему; однако блокирующие системные вызовы в обработчиках прерываний могут оказывать заметное влияние на производительность отдельных процессоров и, как следствие, на общую производительность системы. Рекомендуется избегать таких подходов в многопроцессорных системах, чтобы обеспечить высокую производительность и предсказуемость работы в реальном времени.