转自:http://blog.csdn.net/fzubbsc/article/details/37736683?utm_source=tuicool&utm_medium=referral 很早之前就接触过同步这个概念了,但是一直都很模糊,没有深入地学习了解过,近期有时间了,就花时间研习了一下<linux内核标准教程>和<深入linux设备驱动程序内核机制>这两本书的相关章节.趁刚看完,就把相关的内容总结一下.为了弄清楚什么事同步机制,必须要弄明白以下三个问题: 什么是互…

Linux内核同步机制之(一):原子操作 http://www.wowotech.net/linux_kenrel/atomic.html 一.源由 我们的程序逻辑经常遇到这样的操作序列: 1.读一个位于memory中的变量的值到寄存器中 2.修改该变量的值(也就是修改寄存器中的值) 3.将寄存器中的数值写回memory中的变量值 如果这个操作序列是串行化的操作(在一个thread中串行执行),那么一切OK,然而,世界总是不能如你所愿.在多CPU体系结构中,运行在两个CPU上的两个内核控制路径同…

http://blog.csdn.net/bullbat/article/details/7376424 Linux内核同步控制方法有很多,信号量.锁.原子量.RCU等等,不同的实现方法应用于不同的环境来提高操作系统效率.首先,看看我们最熟悉的两种机制——信号量.锁. 一.信号量 首先还是看看内核中是怎么实现的,内核中用struct semaphore数据结构表示信号量(<linux/semphone.h>中): struct semaphore { spinlock_t      lock;…

一.为何会有rw spin lock? 在有了强大的spin lock之后,为何还会有rw spin lock呢?无他,仅仅是为了增加内核的并发,从而增加性能而已.spin lock严格的限制只有一个thread可以进入临界区,但是实际中,有些对共享资源的访问可以严格区分读和写的,这时候,其实多个读的thread进入临界区是OK的,使用spin lock则限制一个读thread进入,从而导致性能的下降. 本文主要描述RW spin lock的工作原理及其实现.需要说明的是Linux内核同步机制之…

Linux内核同步机制之completion 内核编程中常见的一种模式是,在当前线程之外初始化某个活动,然后等待该活动的结束.这个活动可能是,创建一个新的内核线程或者新的用户空间进程.对一个已有进程的某个请求,或者某种类型的硬件动作,等等.在这种情况下,我们可以使用信号量来同步这两个任务.然而,内核中提供了另外一种机制--completion接口.Completion是一种轻量级的机制,他允许一个线程告诉另一个线程某个工作已经完成. 结构与初始化 Completion在内核中的实现基于等待队列(…

非常早之前就接触过同步这个概念了,可是一直都非常模糊.没有深入地学习了解过,最近有时间了,就花时间研习了一下<linux内核标准教程>和<深入linux设备驱动程序内核机制>这两本书的相关章节.趁刚看完,就把相关的内容总结一下.为了弄清楚什么事同步机制,必需要弄明确下面三个问题: 什么是相互排斥与同步? 为什么须要同步机制? Linux内核提供哪些方法用于实现相互排斥与同步的机制? 1.什么是相互排斥与同步?(通俗理解) 相互排斥与同步机制是计算机系统中,用于控制进程对某些特定资源…

转自:http://www.wowotech.net/kernel_synchronization/spinlock.html 一.前言 在linux kernel的实现中,经常会遇到这样的场景:共享数据被中断上下文和进程上下文访问,该如何保护呢?如果只有进程上下文的访问,那么可以考虑使用semaphore或者mutex的锁机制,但是现在中断上下文也参和进来,那些可以导致睡眠的lock就不能使用了,这时候,可以考虑使用spin lock.本文主要介绍了linux kernel中的spin loc…

    本文将就自己对内核同步机制的一些简要理解,做出一份自己的总结文档.     Linux内部,为了提供对共享资源的互斥访问,提供了一系列的方法,下面简要的一一介绍. Technorati 标签: 互斥 Linux     为了更加清晰的了解Linux内核中为什么需要同步机制,先来简要分析以下 在内核中 并发的来源,简要概述如下:     1.  中断处理          当系统正在执行A进程时,发生了中断,内核进入中断服务程序B,此时,A和B之间是并发的,对于关键资源的访问,可能会发生竞…

转自:http://www.wowotech.net/linux_kenrel/per-cpu.html 一.源由:为何引入Per-CPU变量? 1.lock bus带来的性能问题 在ARM平台上,ARMv6之前,SWP和SWPB指令被用来支持对shared memory的访问: SWP <Rt>, <Rt2>, [<Rn>] Rn中保存了SWP指令要操作的内存地址,通过该指令可以将Rn指定的内存数据加载到Rt寄存器,同时将Rt2寄存器中的数值保存到Rn指定的内存中去.…

1.前言 原子操作指的是该操作不会在执行完毕之前被任何其它任务或事件打断,它是最小的执行单位,不会有比它更小的执行单位,原子实际上使用了物理学中物质微粒的概念,在Linux内核中,原子操作需要硬件的支持,和架构相关,使用汇编语言去实现,它在Linux内核中主要应用于资源的引用计数 2.原子操作 3.小结…

转自:http://blog.csdn.net/bullbat/article/details/7401688 内核编程中常见的一种模式是,在当前线程之外初始化某个活动,然后等待该活动的结束.这个活动可能是,创建一个新的内核线程或者新的用户空间进程.对一个已有进程的某个请求,或者某种类型的硬件动作,等等.在这种情况下,我们可以使用信号量来同步这两个任务.然而,内核中提供了另外一种机制——completion接口.Completion是一种轻量级的机制,他允许一个线程告诉另一个线程某个工作已经完成…

本文转载自:http://www.cppblog.com/aaxron/archive/2013/04/12/199386.html 自旋锁与互斥锁有点类似,只是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁,"自旋"一词就是因此而得名. 由于自旋锁使用者一般保持锁时间非常短,因此选择自旋而不是睡眠是非常必要的,自旋锁的效率远高于互斥锁. 信号量和读写信号量适合于保持时间较长的情况,它们会导致调用者睡眠,因此只能在进…

内核编程中常见的一种模式是,在当前线程之外初始化某个活动,然后等待该活动的结束.这个活动可能是,创建一个新的内核线程或者新的用户空间进程.对一个已有进程的某个请求,或者某种类型的硬件动作,等等.在这种情况下,我们可以使用信号量来同步这两个任务.然而,内核中提供了另外一种机制--completion接口.Completion是一种轻量级的机制,他允许一个线程告诉另一个线程某个工作已经完成 实现基于等待队列 struct completion { unsigned int done; /*用于同步的…

转自:http://www.wowotech.net/kernel_synchronization/memory-barrier.html 一.前言 我记得以前上学的时候大家经常说的一个词汇叫做所见即所得,有些编程工具是所见即所得的,给程序员带来极大的方便.对于一个c程序员,我们的编写的代码能所见即所得吗?我们看到的c程序的逻辑是否就是最后CPU运行的结果呢?很遗憾,不是,我们的“所见”和最后的执行结果隔着: 1.编译器 2.CPU取指执行 编译器将符合人类思考的逻辑(c代码)翻译成了符合CPU…

spinlock在上一篇文章有提到:http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/6254437.html  通过锁数据总线来实现. 而看了这篇文章说明:mutex内部也用到了spinlock http://blog.chinaunix.net/uid-21918657-id-2683763.html 获取互斥锁. 实际上是先给count做自减操作,然后使用本身的自旋锁进入临界区操作.首先取得count的值,在将count置为-1,判断如果原来count的置为1,也即互…

Linux内核剖析 之 内核同步 主要内容 1.内核请求何时以交错(interleave)的方式执行以及交错程度如何. 2.内核所实现的基本同步机制. 3.通常情况下如何使用内核提供的同步机制. 内核如何为不同的请求服务 哪些服务? ====>>> 为了更好地理解内核是如何执行的,我们把内核看做必须满足两种请求的侍者:一种请求来自顾客,另一种请求来自数量有限的几个不同的老板.对于不同的请求,侍者采用如下的策略: 1.老板提出请求时,如果侍者空闲,则侍者开始为老板服务. 2.如果老板提出请…

一.为何会有rw spin lock? 在有了强大的spin lock之后,为何还会有rw spin lock呢?无他,仅仅是为了增加内核的并发,从而增加性能而已.spin lock严格的限制只有一个thread可以进入临界区,但是实际中,有些对共享资源的访问可以严格区分读和写的,这时候,其实多个读的thread进入临界区是OK的,使用spin lock则限制一个读thread进入,从而导致性能的下降. 本文主要描述RW spin lock的工作原理及其实现.需要说明的是Linux内核同步机制之…

一.前言 在linux kernel的实现中,经常会遇到这样的场景:共享数据被中断上下文和进程上下文访问,该如何保护呢?如果只有进程上下文的访问,那么可以考虑使用semaphore或者mutex的锁机制,但是现在中断上下文也参和进来,那些可以导致睡眠的lock就不能使用了,这时候,可以考虑使用spin lock.本文主要介绍了linux kernel中的spin lock的原理以及代码实现.由于spin lock是architecture dependent代码,因此,我们在第四章讨论了ARM3…

linux内核 RCU机制详解 简介 RCU(Read-Copy Update)是数据同步的一种方式,在当前的Linux内核中发挥着重要的作用.RCU主要针对的数据对象是链表,目的是提高遍历读取数据的效率,为了达到目的使用RCU机制读取数据的时候不对链表进行耗时的加锁操作.这样在同一时间可以有多个线程同时读取该链表,并且允许一个线程对链表进行修改(修改的时候,需要加锁).RCU适用于需要频繁的读取数据,而相应修改数据并不多的情景,例如在文件系统中,经常需要查找定位目录,而对目录的修改相对来说并不…

一.前言 关于RCU的文档包括两份,一份讲基本的原理(也就是本文了),一份讲linux kernel中的实现.第二章描述了为何有RCU这种同步机制,特别是在cpu core数目不断递增的今天,一个性能更好的同步机制是如何解决问题的,当然,再好的工具都有其适用场景,本章也给出了RCU的一些应用限制.第三章的第一小节描述了RCU的设计概念,其实RCU的设计概念比较简单,比较容易理解,比较困难的是产品级别的RCU实现,我们会在下一篇文档中描述.第三章的第二小节描述了RCU的相关操作,其实就是对应到了R…

Linux kernel同步机制(上篇) https://mp.weixin.qq.com/s/mosYi_W-Rp1-HgdtxUqSEgLinux kernel 同步机制(下篇) https://mp.weixin.qq.com/s/-GnR-nryH_7xkNVhJ8AMNw Linux kernel同步机制(上篇) 原创 Bruce 内核工匠 2020-08-14 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,因此内核其实像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…

Linux 内核 有个机制叫OOM killer(Out-Of-Memory killer),该机制会监控那些占用内存过大,尤其是瞬间很快消耗大量内存的进程,为了 防止内存耗尽而内核会把该进程杀掉.典型的情况是:某天一台机器突然ssh远程登录不了,但能ping通,说明不是网络的故障,原因是sshd进程被 OOM killer杀掉了(多次遇到这样的假死状况).重启机器后查看系统日志/var/log/messages会发现 Out of Memory: Kill process 1865(sshd)…

在学习内核同步机制的时候,书中介绍了同步方法:原子操作(atomic).自旋锁(spinlock).信号量(semaphore).互斥锁(mutex).完成变量(completion).大内核(BLK).顺序锁(seqlock).禁止抢占(preempt).顺序与屏障(mb).面对如此多的同步机制,希望自己可以弄清这些机制的使用场合. 首先明白一些概念: ①进程可以被中断处理程序中断,但中断处理程序不可以被进程中断. 因为在中断context中,唯一能打断当前中断handler的只有更高优先级的…

一 原子操作 指令以原子的方式执行——执行过程不被打断. 1 原子整数操作 原子操作函数接收的操作数类型——atomic_t //定义 atomic_t v;//初始化 atomic_t u = ATOMIC_INIT(0); //操作 atomic_set(&v,4); // v = 4 atomic_add(2,&v); // v = v + 2 = 6 atomic_inc(&v); // v = v + 1 = 7 //实现原子操作函数实现 static inline vo…

RCU(Read-Copy Update)是数据同步的一种方式,在当前的Linux内核中发挥着重要的作用.RCU主要针对的数据对象是链表,目的是提高遍历读取数据的效率,为了达到目的使用RCU机制读取数据的时候不对链表进行耗时的加锁操作.这样在同一时间可以有多个线程同时读取该链表,并且允许一个线程对链表进行修改(修改的时候,需要加锁).RCU适用于需要频繁的读取数据,而相应修改数据并不多的情景,例如在文件系统中,经常需要查找定位目录,而对目录的修改相对来说并不多,这就是RCU发挥作用的最佳场景.L…

RCU是linux系统的一种读写同步机制,说到底他也是一种内核同步的手段,本问就RCU概率和实现机制,给出笔者的理解. [RCU概率] 我们先看下内核文档中对RCU的定义: RCU is a synchronization mechanism that was added to the Linux kernel during the 2.5 development effort that is optimized for read-mostly situations. 翻译:RCU是在2.5版本…

转自:https://blog.csdn.net/nevil/article/details/7718375 转自http://www.360doc.com/content/09/0805/00/36491_4675691.shtml 目录 [隐藏] 1 RCU同步机制 1.1 RCU介绍 1.2 RCU API函数说明 1.3 调用RCU API实现RCU同步 1.4 RCU基本设计模式 1.5 变换RCU运算法则后的RCU模式 1.6 RCU相关数据结构 1.7 RCU初始化分析 1.8 R…

一.Inotify简介: Inotify是一种文件变化通知机制,Linux内核从2.6.13开始引入.它是一个内核用于通知用户空间程序文件系统变化的机制.开源社区提出用户态需要内核提供一些机制,以便用户态能够及时地得知内核或底层硬件设备发生了什么,从而能够更好地管理设备,给用户提供更好的服务,如 hotplug.udev 和 inotify 就是这种需求催生的.Hotplug 是一种内核向用户态应用通报关于热插拔设备一些事件发生的机制,桌面系统能够利用它对设备进行有效的管理,udev 动态地维护…

linux内核--自旋锁的理解 自旋锁:如果内核配置为SMP系统,自旋锁就按SMP系统上的要求来实现真正的自旋等待,但是对于UP系统,自旋锁仅做抢占和中断操作,没有实现真正的“自旋”.如果配置了CONFIG_DEBUG_SPINLOCK,那么自旋锁按照SMP系统来编译.     但是为什么在UP系统中不需要真正的“带有自旋的”自旋锁呢?其实在理解了自旋锁的概念和由来,这个问题就迎刃而解了.所以我重新查找了关于自旋锁的资料,认真研究了自旋锁的实现和相关内容. 一.自旋锁spinlock的由来  …

一.前言 无论你愿意或者不愿意,linux kernel的版本总是不断的向前推进,做为一个热衷于专研内核的工程师,最大的痛苦莫过于此:当你熟悉了一个版本的内核之后,内核已经推进到一个新的版本,你曾经熟悉的内容可能会变得陌生(这里主要说的是该模块的内部实现,实际上,内核中的每一个子系统都是会尽量保持接口API的不变).怎么应对这种变化呢?一方面,具体的实现可能千差万别,但是基本的概念是一样的,无论哪一个版本的内核,总是能够理解一个内核子系统的基本概念和运作机理.另外一方面,不同版本之间的实现不同往…