linux内核中访问共享资源

访问共享资源的代码区域称为临界区,临时以某种互斥机制加以保护.中断屏蔽.原子操作自旋锁和信号量是Linux设备驱动中可采用的互斥途径. 在单CPU范围内避免竞态的一种简单方法是在进入临界区之前屏蔽系统的中断. CPU一般都具备屏蔽中断和打开中断的功能. 中断屏蔽的使用方法: Local_irq_disable(); //屏蔽中断--->和它不同的是local_irq_save除了禁止中断操作以外还可以保存目前CPU的中断位信息 ...... 临界区 ...... Local_irq_enab…

Linux内核中锁机制之RCU、大内核锁

在上篇博文中笔者分析了关于完成量和互斥量的使用以及一些经典的问题,下面笔者将在本篇博文中重点分析有关RCU机制的相关内容以及介绍目前已被淘汰出内核的大内核锁(BKL).文章的最后对<大话Linux内核中锁机制>系列博文进行了总结,并提出关于目前Linux内核中提供的锁机制的一些基本使用观点. 十.RCU机制本节将讨论另一种重要锁机制:RCU锁机制.首先我们从概念上理解下什么叫RCU,其中读(Read):读者不需要获得任何锁就可访问RCU保护的临界区:拷贝(Copy):写者在访问临界区时,写者…

Linux内核中锁机制之信号量、读写信号量

在上一篇博文中笔者分析了关于内存屏障.读写自旋锁以及顺序锁的相关内容,本篇博文将着重讨论有关信号量.读写信号量的内容. 六.信号量关于信号量的内容,实际上它是与自旋锁类似的概念,只有得到信号量的进程才能执行临界区的代码:不同的是获取不到信号量时,进程不会原地打转而是进入休眠等待状态.它的定义是include\linux\semaphore.h文件中,结构体如图6.1所示.其中的count变量是计数作用,通过使用lock变量实现对count变量的保护,而wait_list则是对申请信号量的进程维…

大话Linux内核中锁机制之RCU、大内核锁

大话Linux内核中锁机制之RCU.大内核锁在上篇博文中笔者分析了关于完成量和互斥量的使用以及一些经典的问题,下面笔者将在本篇博文中重点分析有关RCU机制的相关内容以及介绍目前已被淘汰出内核的大内核锁(BKL).文章的最后对<大话Linux内核中锁机制>系列博文进行了总结,并提出关于目前Linux内核中提供的锁机制的一些基本使用观点. 十.RCU机制本节将讨论另一种重要锁机制:RCU锁机制.首先我们从概念上理解下什么叫RCU,其中读(Read):读者不需要获得任何锁就可访问RCU保护的临界…

大话Linux内核中锁机制之信号量、读写信号量

大话Linux内核中锁机制之信号量.读写信号量在上一篇博文中笔者分析了关于内存屏障.读写自旋锁以及顺序锁的相关内容,本篇博文将着重讨论有关信号量.读写信号量的内容. 六.信号量关于信号量的内容,实际上它是与自旋锁类似的概念,只有得到信号量的进程才能执行临界区的代码:不同的是获取不到信号量时,进程不会原地打转而是进入休眠等待状态.它的定义是include\linux\semaphore.h文件中,结构体如图6.1所示.其中的count变量是计数作用,通过使用lock变量实现对count变量的保…

Linux内核中的并发与竞态概述

1.前言众所周知,Linux系统是一个多任务的操作系统,当多个任务同时访问同一片内存区域的时候,这些任务可能会相互覆盖内存中数据,从而造成内存中的数据混乱,问题严重的话,还可能会导致系统崩溃. 2.相关概念了解一下Linux内核中并发与竞态的相关概念,如下: 并发与竞争:并发指的是多个执行单元同时.并行地执行,当并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局变量.静态变量等)的访问则很容易导致竞态现象. 临界区:访问共享资源的代码区叫做临界区. SMP:对称多处理器. 3.竞态产生原因及处…

Linux 内核中的 Device Mapper 机制

本文结合具体代码对 Linux 内核中的 device mapper 映射机制进行了介绍.Device mapper 是 Linux 2.6 内核中提供的一种从逻辑设备到物理设备的映射框架机制,在该机制下,用户可以很方便的根据自己的需要制定实现存储资源的管理策略,当前比较流行的 Linux 下的逻辑卷管理器如 LVM2(Linux Volume Manager 2 version).EVMS(Enterprise Volume Management System).dmraid(Device M…

Linux内核中的GPIO系统之（3）：pin controller driver代码分析

一.前言对于一个嵌入式软件工程师,我们的软件模块经常和硬件打交道,pin control subsystem也不例外,被它驱动的硬件叫做pin controller(一般ARM soc的datasheet会把pin controller的内容放入GPIO controller的章节中),主要功能包括: (1)pin multiplexing.基于ARM core的嵌入式处理器一般会提供丰富的功能,例如camera interface.LCD interface.USB.I2C.SPI等等.虽然…

Apparmor——Linux内核中的强制访问控制系统

AppArmor 因为最近在研究OJ(oline judge)后台的安全模块的实现,所以一直在研究Linux下沙箱的东西,同时发现了Apparmor可以提供访问控制. AppArmor(Application Armor)是Linux内核的一个安全模块,AppArmor允许系统管理员将每个程序与一个安全配置文件关联,从而限制程序的功能.简单的说,AppArmor是与SELinux类似的一个访问控制系统,通过它你可以指定程序可以读.写或运行哪些文件,是否可以打开网络端口等.作为对传统Unix的…

KSM剖析——Linux 内核中的内存去耦合

简介: 作为一个系统管理程序(hypervisor),Linux® 有几个创新,2.6.32 内核中一个有趣的变化是 KSM(Kernel Samepage Merging) 允许这个系统管理程序通过合并内存页面来增加并发虚拟机的数量.本文探索 KSM 背后的理念(比如存储去耦合).KSM 的实现.以及如何管理 KSM. 服务器虚拟化虚拟化技术从上世纪 60 年代开始出现,经由 IBM® System/360® 大型机得以流行.50 年过后,虚拟化技术取得了跨越式发展,使得多个操作系统和应用…

Linux内核中影响tcp三次握手的一些协议配置

在Linux的发行版本中,都存在一个/proc/目录,有的也称它为Proc文件系统.在 /proc 虚拟文件系统中存在一些可调节的内核参数.这个文件系统中的每个文件都表示一个或多个参数,它们可以通过 cat 工具进行读取,或使用 echo 命令进行修改.下面给出了几个可调节的参数是关于Linux TCP/IP 栈的参数,相关的帮助可以通过man tcp或info tcp获取.在这个目录中,包括了一些特殊的文件,不仅能用来反映内核的现行状态和查看硬件信息,而且,有些文件还允许用户来修改其中的内容,…

Linux内核中的算法和数据结构

算法和数据结构纷繁复杂,但是对于Linux Kernel开发人员来说重点了解Linux内核中使用到的算法和数据结构很有必要. 在一个国外问答平台stackexchange.com的Theoretical Computer Science子板有一篇讨论实际使用中的算法和数据结构,Vijay D做出了详细的解答,其中有一部分是Basic Data Structures and Algorithms in the Linux Kernel对Linux内核中使用到的算法和数据结构做出的归纳整理.详情参考…

[转] Linux 内核中的 Device Mapper 机制

Linux内核中Makefile、Kconfig和.config的关系（转）

我们在编译Linux内核时,往往在Linux内核的顶层目录会执行一些命令,这里我以RK3288举例,比如:make firefly-rk3288-linux_defconfig.make menuconfig.make firefly-rk3288.img.make zImage等等.先不管这具体的含义,首先提出几个疑问: (1)Linux内核如此庞大(几万个文件),目录又分为很多层,它是如何将各层目录下的文件关联起来的? (2)Linux支持如此多的架构(X86.ARM.AVR.mips等等)…

进程在Linux内核中的角色扮演

在Linux内核中,内核将进程.线程和内核线程一视同仁,即内核使用唯一的数据结构task_struct来分别表示他们:内核使用相同的调度算法对这三者进行调度:并且内核也使用同一个函数do_fork()来分别创建这三种执行线程(thread of execution).执行线程通常是指任何正在执行的代码实例,比如一个内核线程,一个中断处理程序或一个进入内核的进程. 这样处理无疑是简洁方便的,并且内核在统一处理这三者之余并没有失去他们本身所具有的特性.本文将结合进程.线程和内核线程的特性浅谈进程在内…

Linux内核中锁机制之完成量、互斥量

在上一篇博文中笔者分析了关于信号量.读写信号量的使用及源码实现,接下来本篇博文将讨论有关完成量和互斥量的使用和一些经典问题. 八.完成量下面讨论完成量的内容,首先需明确完成量表示为一个执行单元需要等待另一个执行单元完成某事后方可执行,它是一种轻量级机制.事实上,它即是为了完成进程间的同步而设计的,故而仅仅提供了代替同步信号量的一种解决方法,初值被初始化为0.它在include\linux\completion.h定义. 如图8.1所示,对于执行单元A而言,如果执行单元B不执行complete函…

Linux内核中锁机制之内存屏障、读写自旋锁及顺序锁

在上一篇博文中笔者讨论了关于原子操作和自旋锁的相关内容,本篇博文将继续锁机制的讨论,包括内存屏障.读写自旋锁以及顺序锁的相关内容.下面首先讨论内存屏障的相关内容. 三.内存屏障不知读者是是否记得在笔者讨论自旋锁的禁止或使能的时候,提到过一个内存屏障函数.OK,接下来,笔者将讨论内存屏障的具体细节内容.我们首先来看下它的概念,Memory Barrier是指编译器和处理器对代码进行优化(对读写指令进行重新排序)后,导致对内存的写入操作不能及时的反应到读操作中(锁机制无法保证时序正确).可能读起来…

Linux内核中锁机制之原子操作、自旋锁

很多人会问这样的问题,Linux内核中提供了各式各样的同步锁机制到底有何作用?追根到底其实是由于操作系统中存在多进程对共享资源的并发访问,从而引起了进程间的竞态.这其中包括了我们所熟知的SMP系统,多核间的相互竞争资源,单CPU之间的相互竞争,中断和进程间的相互抢占等诸多问题. 通常情况下,如图1所示,对于一段程序,我们的理想是总是美好的,希望它能够这样执行:进程1先对临界区完成操作,然后进程2再去操作临界区.但是往往现实总是残酷的,进程1在执行过程中,进程2很可能在此插入一脚,导致两个进程同时…

大话Linux内核中锁机制之完成量、互斥量

大话Linux内核中锁机制之完成量.互斥量在上一篇博文中笔者分析了关于信号量.读写信号量的使用及源码实现,接下来本篇博文将讨论有关完成量和互斥量的使用和一些经典问题. 八.完成量下面讨论完成量的内容,首先需明确完成量表示为一个执行单元需要等待另一个执行单元完成某事后方可执行,它是一种轻量级机制.事实上,它即是为了完成进程间的同步而设计的,故而仅仅提供了代替同步信号量的一种解决方法,初值被初始化为0.它在include\linux\completion.h定义. 如图8.1所示,对于执行单元A…

大话Linux内核中锁机制之内存屏障、读写自旋锁及顺序锁

大话Linux内核中锁机制之内存屏障.读写自旋锁及顺序锁在上一篇博文中笔者讨论了关于原子操作和自旋锁的相关内容,本篇博文将继续锁机制的讨论,包括内存屏障.读写自旋锁以及顺序锁的相关内容.下面首先讨论内存屏障的相关内容. 三.内存屏障不知读者是是否记得在笔者讨论自旋锁的禁止或使能的时候,提到过一个内存屏障函数.OK,接下来,笔者将讨论内存屏障的具体细节内容.我们首先来看下它的概念,Memory Barrier是指编译器和处理器对代码进行优化(对读写指令进行重新排序)后,导致对内存的写入操作不能…

大话Linux内核中锁机制之原子操作、自旋锁

转至:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6d7fa49b01014q7p.html 很多人会问这样的问题,Linux内核中提供了各式各样的同步锁机制到底有何作用?追根到底其实是由于操作系统中存在多进程对共享资源的并发访问,从而引起了进程间的竞态.这其中包括了我们所熟知的SMP系统,多核间的相互竞争资源,单CPU之间的相互竞争,中断和进程间的相互抢占等诸多问题. 通常情况下,如图1所示,对于一段程序,我们的理想是总是美好的,希望它能够这样执行:进程1先对临界区完成操作,…

Linux内核中的jiffies及其作用介绍及jiffies等相关函数详解

在LINUX的时钟中断中涉及至二个全局变量一个是xtime,它是timeval数据结构变量,另一个则是jiffies,首先看timeval结构struct timeval{time_t tv_sec; /***second***/susecond_t tv_usec;/***microsecond***/}到底microsecond是毫秒还是微秒?? 1秒＝1000毫秒(3个零),1秒＝1000 000微秒(6个零),1秒＝1000 000 000纳秒(9个零),1秒＝1000 000 000…

大话Linux内核中锁机制之原子操作、自旋锁【转】

转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6d7fa49b01014q7p.html 多人会问这样的问题,Linux内核中提供了各式各样的同步锁机制到底有何作用?追根到底其实是由于操作系统中存在多进程对共享资源的并发访问,从而引起了进程间的竞态.这其中包括了我们所熟知的SMP系统,多核间的相互竞争资源,单CPU之间的相互竞争,中断和进程间的相互抢占等诸多问题. 通常情况下,如图1所示,对于一段程序,我们的理想是总是美好的,希望它能够这样执行:进程1先对临界区完成操作,然…

Linux内核中的GPIO系统之（3）：pin controller driver代码分析--devm_kzalloc使用【转】

转自:http://www.wowotech.net/linux_kenrel/pin-controller-driver.html 一.前言对于一个嵌入式软件工程师,我们的软件模块经常和硬件打交道,pin control subsystem也不例外,被它驱动的硬件叫做pin controller(一般ARM soc的datasheet会把pin controller的内容放入GPIO controller的章节中),主要功能包括: (1)pin multiplexing.基于ARM core…

向linux内核中添加外部中断驱动模块

本文主要介绍外部中断驱动模块的编写,包括:1.linux模块的框架及混杂设备的注册.卸载.操作函数集.2.中断的申请及释放.3.等待队列的使用.4.工作队列的使用.5.定时器的使用.6.向linux内核中添加外部中断驱动模块.7.完整驱动程序代码.linux的内核版本为linux2.6.32.2. 一.linux模块的框架以及混杂设备相关知识 1.内核模块的框架如下图所示,其中module_init()(图中有误,不是modules_init)只有在使用insmod命令手动加载模块时才会被调用,…

Linux内核中双向链表的经典实现

概要前面一章"介绍双向链表并给出了C/C++/Java三种实现",本章继续对双向链表进行探讨,介绍的内容是Linux内核中双向链表的经典实现和用法.其中,也会涉及到Linux内核中非常常用的两个经典宏定义offsetof和container_of.内容包括:1. Linux中的两个经典宏定义2. Linux中双向链表的经典实现转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3562146.html 更多内容: 数据结构与算法系列目录 L…

Linux内核中的fastcall和asmlinkage宏

代码中看见:#define _fastcall 所以了解下fastcall ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Linux内核中的fastcall和asmlink…