Разработка ядра Linux

Например, константа HZ для аппаратной платформы x86 сейчас равна 1000. Это значит, что прерывание таймера возникает 1000 раз в секунду, или каждую миллисекунду. Однако до серии ядер 2.6 для аппаратной платформы x86 значение константы HZ было равно 100. Для разных аппаратных платформ эти значения отличаются: для аппаратной платформы alpha константа HZ равна 1024, а для платформы ARM — 100.

Никогда нельзя сравнивать значение переменной jiffies с числом, таким как 1000, и думать, что это всегда будет означать одно и то же. Для получения интервалов времени необходимо всегда умножать или делить на константу HZ, как в следующем примере.

HZ /* одна секунда */

(2*HZ) /* две секунды */

(HZ/2) /* полсекунды */

(HZ/100) /* 10 мс */

(2*HZ/100) /* 20 мс */

Константа HZ определена в файле . Об этом подробно рассказано в главе 10, "Таймеры и управление временем".

Размер страницы памяти

При работе со страницами памяти никогда нельзя привязываться к конкретному размеру страницы. Программисты, которые разрабатывают для аппаратной платформы x86, часто делают ошибку, считая, что размер страницы всегда равен 4 Кбайта. Хотя это справедливо для платформы x86, для других аппаратных платформ размер станицы может быть другим. Некоторые аппаратные платформы поддерживают несколько размеров страниц! В табл. 19.1 приведен список размеров страниц памяти для всех поддерживаемых аппаратных платформ.

Таблица 19.4. Размеры страниц памяти для разных аппаратных платформ

Аппаратная платформа	Значение PAGE_SHIFT	Значение PAGE_SIZE
alpha	13	8 Кбайт
arm	12, 14, 15	4 Кбайт, 16 Кбайт, 32 Кбайт
cris	13	8 Кбайт
h8300	12	4 Кбайт
i386	12	4 Кбайт
ia64	12, 13, 14, 16	4 Кбайт, 8 Кбайт, 32 Кбайт, 64 Кбайт
m68k	12, 13	4 Кбайт, 8 Кбайт
m86knommu	12	4 Кбайт
mips	12	4 Кбайт
mips64	12	4 Кбайт
parisc	12	4 Кбайт
ppc	12	4 Кбайт
ppc64	12	4 Кбайт
s390	12	4 Кбайт
sh	12	4 Кбайт
spare	12,13	4 Кбайт, 8 Кбайт
sparc64	13	8 Кбайт
v850	12	4 Кбайт
x86_64	12	4 Кбайт

При работе со страницами памяти необходимо использовать константу PAGE_SIZE, которая содержит размер страницы памяти в байтах.

Значение макроса PAGE_SHIFT — это количество битов, на которое необходимо сдвинуть влево значение адреса, чтобы получить номер соответствующей страницы памяти. Например, для аппаратной платформы x86, для которой размер страницы равен 4 Кбайт, макрос PAGE_SIZE равен 4096, а макрос PAGE_SHIFT — 12. Эти значения содержатся в заголовочном файле .

Порядок выполнения операций процессором

Вспомните из материала главы 9, "Средства синхронизации в ядре", что для различных аппаратных платформ процессоры в разной степени изменяют порядок выполнения программных инструкций. Для некоторых процессоров порядок выполнения операций строго соблюдается, запись данных в память и считывание данных из памяти выполняются в строго указанном в программе порядке. Другие процессоры имеют ослабленные требования к порядку выполнения операций считывания и записи данных и могут изменять порядок выполнения этих операций с целью оптимизации.

Если код зависит от порядка выполнения операций чтения-записи данных, то необходимо гарантировать, что даже процессор с самыми слабыми ограничениями на порядок выполнения чтения-записи будет выполнять эти операции в правильном порядке. Это делается с помощью соответствующих барьеров, таких как rmb() и wmb(). Более подробная информация приведена в главе 9, "Средства синхронизации в ядре".

Многопроцессорность, преемптивность и верхняя память

Может показаться неправильным включать поддержку симметричной многопроцессорности, возможность вытеснения процессов в режиме ядра и работу с верхней памятью в вопросы переносимости. В конце концов, это не особенности аппаратной платформы, которые влияют на операционную систему, а функции ядра Linux, которые по многом не зависят от аппаратной платформы. Тем не менее для этих функций существуют важные конфигурационные параметры, которые необходимо учитывать при разработке кода. Программировать всегда необходимо под SMP, с поддержкой преемптивности и с использованием верхней памяти, чтобы код был безопасным всегда, при любых конфигурациях. Необходимо всегда соблюдать следующие правила.

• Всегда необходимо учитывать, что код может выполняться на SMP-системе и использовать соответствующие блокировки.