本文详细的介绍了Linux内核中的同步机制:原子操作.信号量.读写信号量和自旋锁的API,使用要求以及一些典型示例 一.引言 在现代操作系统里,同一时间可能有多个内核执行流在执行,因此内核其实象多进程多线程编程一样也需要一些同步机制来同步各执行单元对共享数据的访问.尤其是在多处理器系统上,更需要一些同步机制来同步不同处理器上的执行单元对共享的数据的访问. 在主流的Linux内核中包含了几乎所有现代的操作系统具有的同步机制,这些同步机制包括:原子操作.信号量(semaphore).读写信号量(rw…

在面试中关于多线程同步,你必须要思考的问题 一文中,我们知道glibc的pthread_cond_timedwait底层是用linux futex机制实现的. 理想的同步机制应该是没有锁冲突时在用户态利用原子指令就解决问题,而需要挂起等待时再使用内核提供的系统调用进行睡眠与唤醒.换句话说,在用户态的自旋失败时,能不能让进程挂起,由持有锁的线程释放锁时将其唤醒?如果你没有较深入地考虑过这个问题,很可能想当然的认为类似于这样就行了(伪代码): void lock(int lockval) { //t…

自旋锁的思考:http://bbs.chinaunix.net/thread-2333160-1-1.html 近期在看宋宝华的<设备驱动开发具体解释>第二版.看到自旋锁的部分,有些疑惑.所以来请教下大家. 以下是我參考一些网络上的资料得出的一些想法,不知正确与否.记录下来大家讨论下: (1) linux上的自旋锁有三种实现:           1. 在单cpu.不可抢占内核中,自旋锁为空操作.           2. 在单cpu,可抢占内核中,自旋锁实现为"禁止内核抢占&quo…

Linux内核抢占实现机制分析 转自:http://blog.chinaunix.net/uid-24227137-id-3050754.html [摘要]本文详解了Linux内核抢占实现机制.首先介绍了内核抢占和用户抢占的概念和区别,接着分析了不可抢占内核的特点及实时系统中实现内核抢占的必要性.然后分析了禁止内核抢占的情况和内核抢占的时机,最后介绍了实现抢占内核所做的改动以及何时需要重新调度. [关键字]内核抢占,用户抢占,中断, 实时性,自旋锁,抢占时机,调度时机,schedule,pree…

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…

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…

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…

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…