想实现个循环缓冲区(Circular Buffer),搜了些资料多数是基于循环队列的实现方式.使用一个变量存放缓冲区中的数据长度或者空出来一个空间来判断缓冲区是否满了.偶然间看到分析Linux内核的循环缓冲队列kfifo的实现,确实极其巧妙.kfifo主要有以下特点: 保证缓冲空间的大小为2的次幂,不是的向上取整为2的次幂. 使用无符号整数保存输入(in)和输出(out)的位置,在输入输出时不对in和out的值进行模运算,而让其自然溢出,并能够保证in-out的结果为缓冲区中已存放的数据长度,这…

大学无聊的时候看过linux内核的定时器,如今已经想不起来了,也不知道当时有没有看懂,如今想要模仿linux内核的定时器.用python写一个定时器,已经想不起来它的设计原理了.找了一篇blog,linux 内核定时器 timer_list具体解释. 看了好一会才有些明确,開始參照着用python写了一个.假设在设计server的时候,有大量须要精确到秒和秒下面的事件,自己写一个定时器,维护一个相似与内核timer_vec的数据结构.处理服务的定时事件,还是蛮高效的. 附上python代码,gi…

内核为块设备提供了两种通用的缓存方案. 页缓存(page cache) 块缓存(buffer cache) 页缓存的结构 在页缓存中搜索一页所花费的时间必须最小化,以确保缓存失效的代价尽可能低廉,因为在缓存失效时,进行搜索的计算时间实际上被浪费了.因而,页缓存设计的一个关键的方面就是,对缓存的页进行高效的组织. 管理和查找缓存的页 对此用途而言,树数据结构是非常流行的,Linux也采用了这种结构来管理页缓存中包含的页,称为基数树(radix tree) 基数树也是不平衡的,换句话说,在树的不同分…

1.前言 最近项目中用到一个环形缓冲区(ring buffer),代码是由linux内核的kfifo改过来的.缓冲区在文件系统中经常用到,通过缓冲区缓解cpu读写内存和读写磁盘的速度.例如一个进程A产生数据发给另外一个进程B,进程B需要对进程A传的数据进行处理并写入文件,如果B没有处理完,则A要延迟发送.为了保证进程A减少等待时间,可以在A和B之间采用一个缓冲区,A每次将数据存放在缓冲区中,B每次冲缓冲区中取.这是典型的生产者和消费者模型,缓冲区中数据满足FIFO特性,因此可以采用队列进行实现.…

1.前言 最近项目中用到一个环形缓冲区(ring buffer),代码是由linux内核的kfifo改过来的.缓冲区在文件系统中经常用到,通过缓冲区缓解cpu读写内存和读写磁盘的速度.例如一个进程A产生数据发给另外一个进程B,进程B需要对进程A传的数据进行处理并写入文件,如果B没有处理完,则A要延迟发送.为了保证进程A减少等待时间,可以在A和B之间采用一个缓冲区,A每次将数据存放在缓冲区中,B每次冲缓冲区中取.这是典型的生产者和消费者模型,缓冲区中数据满足FIFO特性,因此可以采用队列进行实现.…

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定时器和时间管理 系统中有很多与时间相关的程序(比如定期执行的任务,某一时间执行的任务,推迟一段时间执行的任务),因此,时间的管理对于linux来说非常重要. 主要内容: 系统时间 定时器 定时器相关概念 定时器执行流程 实现程序延迟的方法 定时器和延迟的例子 1. 系统时间 系统中管理的时间有2种:实际时间和定时器. 1.1  实际时间 实际时间就是现实中钟表上显示的时间,其实内核中并不常用这个时间,主要是用户空间的程序有时需要获取当前时间,所以内核中也管理着这个时间.实际时间的获取是在开机后…

好久没有更新了... 主要内容: 缓存简介 页高速缓存 页回写 1. 缓存简介 在编程中,缓存是很常见也很有效的一种提高程序性能的机制. linux内核也不例外,为了提高I/O性能,也引入了缓存机制,即将一部分磁盘上的数据缓存到内存中. 1.1 原理 之所以通过缓存能提高I/O性能是基于以下2个重要的原理: CPU访问内存的速度远远大于访问磁盘的速度(访问速度差距不是一般的大,差好几个数量级) 数据一旦被访问,就有可能在短期内再次被访问(临时局部原理) 1.2 策略 缓存的创建和读取没什么好说的…

介绍 众所周知,Linux内核大部分是使用GNU C语言写的.C不同于其它的语言,它不具备一个好的数据结构对象或者标准对象库的支持. 所以能够借用Linux内核源代码树的循环双链表是一件非常值得让人高兴的事. 在include/linux/list.h文件里用C实现了一个好用的循环链表.它是有效并且易于操作的,否则它也不会被内核使用(译者注:在kernel中大量的使用了循环双链表结构.比方在在进程描写叙述符实体中我们就能够看到非常多struct list_head的身影).无论何时.依靠这样的结…

本文分析的原代码版本: 2.6.24.4 kfifo的定义文件: kernel/kfifo.c kfifo的头文件: include/linux/kfifo.h kfifo是内核里面的一个First In First Out数据结构,它采用环形循环队列的数据结构来实现,提供一个无边界的字节流服务,并且使用并行无锁编程技术,即当它用于只有一个入队线程和一个出队线程的场情时,两个线程可以并发操作,而不需要任何加锁行为,就可以保证kfifo的线程安全. 下文着重于代码剖析,各部分代码后面有关键点说明,…