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…

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(…

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…

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…

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.…

    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…

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…

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…

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…

转自:http://blog.csdn.net/npy_lp/article/details/7262388 避免对同一数据的并发访问(通常由中断.对称多处理器.内核抢占等引起)称为同步. ——题记 内核源码:linux-2.6.38.8.tar.bz2 目标平台:ARM体系结构 原子操作确保对同一数据的“读取-修改-写入”操作在它的执行期间不会被打断,要么全部执行完成,要么根本不会执行.例如在ARM上对全局变量的++运算至少要经历以下三步: ldr r3, [r3, #0] add r2, r…

避免对同一数据的并发访问(通常由中断.对称多处理器.内核抢占等引起)称为同步. ——题记 内核源码:Linux-2.6.38.8.tar.bz2 目标平台:ARM体系结构 原子操作确保对同一数据的“读取-修改-写入”操作在它的执行期间不会被打断,要么全部执行完成,要么根本不会执行.例如在ARM上对全局变量的++运算至少要经历以下三步: ldr r3, [r3, #0] add r2, r3, #1 str r2, [r3, #0] ldr r3, [r3, #0] add r2, r3, #1…

转自:http://blog.csdn.net/liuxd3000/article/details/8567070 Linux 设备驱动中必须解决的一个问题是多个进程对共享资源的并发访问,并发访问会导致竞态,linux 提供了多种解决竞态问题的方式,这些方式适合不同的应用场景. Linux 内核是多进程.多线程的操作系统,它提供了相当完整的内核同步方法.内核同步方法列表如下: 中断屏蔽 原子操作 自旋锁 读写自旋锁 顺序锁 信号量 读写信号量 BKL (大内核锁) Seq 锁 一.并发与竞态:…

转自:http://blog.csdn.net/goodluckwhh/article/details/9005585 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载.   目录(?)[-] 一每CPU变量 二原子操作 三优化和内存屏障 四自旋锁 自旋锁 自旋锁的数据结构和宏函数 读写自旋锁 读写自旋锁的相关函数   linux内核中的各种“任务”都能看到内核地址空间,因而它们之间也需要同步和互斥.linux内核支持的同步/互斥手段包括: 技术 功能 作用范围 每CPU变量 为每个CPU复制…

本文转载自:http://blog.csdn.net/a775992553/article/details/8797710 Linux设备驱动中必须解决的一个问题是多个进程对共享资源的并发访问,并发访问会导致竞态,linux提供了多种解决竞态问题的方式,这些方式适合不同的应用场景. Linux内核是多进程.多线程的操作系统,它提供了相当完整的内核同步方法.内核同步方法列表如下: 中断屏蔽 原子操作 自旋锁 读写自旋锁 顺序锁 信号量 读写信号量 BKL(大内核锁) Seq锁 一.并发与竞态: 定…

中断分为同步中断和异步中断. 同步中断是由CPU控制单元产生的,"同步"是指只有在一条指令执行完毕后,CPU才会发出中断,比如系统调用 异步中断是由其他硬件设备依照CPU时钟信号产生的,即意味着中断能够在指令之间发生,例如键盘中断 按照Intel的微处理器手册,同步中断和异步中断也分别称为异常(或者软件中断)和中断, 中断为设备硬件产生的,异常的产生源有两种, 一种是程序错误,内核发送一个信号 另一种内核发生缺页,或对内核服务的一个请求(系统调用,通过一条int指令 .sysenter…

RCU(Read-Copy Update)是Linux内核比较成熟的新型读写锁,具有较高的读写并发性能,常常用在需要互斥的性能关键路径.在kernel中,rcu有tiny rcu和tree rcu两种实现,tiny rcu更加简洁,通常用在小型嵌入式系统中,tree rcu则被广泛使用在了server, desktop以及android系统中.本文将以tree rcu为分析对象. 1 如何度过宽限期 RCU的核心理念是读者访问的同时,写者可以更新访问对象的副本,但写者需要等待所有读者完成访问之后…

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…

一.前言 由于曾经在Linux2.6.23上工作了多年,我对这个版本还是非常有感情的(抛开感情因素,本来应该选择longterm的2.6.32版本来分析的,^_^),本文主要就是描述Linux2.6.23内核版本中对RCU有哪些修正.所谓修正主要包括两个部分,一部分是bug fixed,一部分是新增的特性. 二.issue修复 1.synchronize_kernel是什么鬼? 仅仅从符号命名上就能看出来synchronize_kernel有点格格不入,其他的rcu API都有rcu这个字符,但…

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. 我们在原子操作那篇文档中描述的read-modify-write的问题本质上是一个保持对内存read和w…

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时并行执行上面操作序列,有可能发生下面的场景: CPU1上的操作 CPU2上的操作 读操作     读操作 修改 修改 写操作     写操…

转自:http://blog.csdn.net/goodluckwhh/article/details/9006065 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载.   目录(?)[-] 一信号量 信号量的概念 信号量的数据结构和相关API 数据结构 初始化 获取和释放信号量 读写信号量的概念 读写信号量的数据结构 二顺序锁 顺序锁的概念 数据结构 写操作 读操作 三Read-Copy Update RCU 写操作 读操作 释放旧的版本 四完成量Completions 完成量的概念 数据…