kernelblokkades

Kernelblokkades verwijzen naar situaties in de kernel van een besturingssysteem waarin de voortgang van een of meerdere kerneltaken wordt geblokkeerd door contendende bronnen of synchronisatieproblemen, waardoor de kernel niet verder kan werken totdat de blokkade wordt opgeheven. Ze kunnen leiden tot systeemvertragingen, onresponsieve processen of zelfs een volledige vastloop van het systeem.

Veelvoorkomende vormen zijn deadlocks, livelocks en langdurige blokkerende I/O of bewerkingen in de kernel. Een deadlock ontstaat wanneer twee of meer taken elk een bron vasthoudt en tegelijkertijd wacht op een bron die door een andere taak wordt vastgehouden. Een livelock houdt in dat taken voortdurend van toestand wisselen zonder enige vooruitgang. Langdurige blokkering kan ontstaan als een kernelthread lange tijd ingesloten blijft in een I/O-wachtrij of een bewerking die de CPU onverminderd bezet houdt.

Oorzaken zijn onder meer foutieve volgorde bij het verwerven van synchronisatieprimitieven (zoals spinlocks, mutexen en semaforen), lange bewerkingen in de kritieke sectie,verplichte onderbrekingen, en ontwerpkeuzes die het moeilijk maken bronnen netjes vrij te geven. Preventie en detectie richten zich op het kennen en vermijden van cirkelachtige wachtketens: gebruik van duidelijke lockhiërarchieën, korte kritieke secties, try-locks en timeouts, fijnmazige locking, en het structureren van werk zodat I/O buiten kritieke secties gebeurt. Dieptepunten krijgen vaak last van deadlockdetectie, logging en, indien mogelijk, asynchrone verwerking via werkqueues.

Gevolgen kunnen systeemvriezen, hoge latentie en mogelijk crashes zijn. Herstel vereist meestal het identificeren en patchen van de bron, reboot of het toepassen van correctieve maatregelen in het kernellockbeleid.