一.linux中的每cpu变量 看linux内核代码的时候,会发现大量的per_cpu(name, cpu),get_cpu_var(name)等出现cpu字眼的语句.从语句的意思可以看出是要使用与当前cpu相关的一个变量,不过查看这个变量的定义,总是有这样一个宏:DEFINE_PER_CPU(type, name),将这个宏展开成下面的语句: __attribute__((__section__(".data.percpu"))) __typeof__(type) per_cpu__…

最好的同步技术是把设计不需要同步的临界资源放在首位,这是一种思维方法,因为每一种显式的同步原语都有不容忽视的性能开销.最简单也是最重要的同步技术包括把内核变量或数据结构声明为每CPU变量(per-cpu variable).每CPU变量主要是数据结构的数组,系统的每个CPU对应数组的一个元素.一个CPU不应该访问与其他CPU对应的数组元素,另外,它可以随意读或修改它自己的元素而不用担心出现竞争条件,因为它是唯一有资格这么做的CPU.但是,这也意味着每CPU变量基本上只能在特殊情况下使用,也就是当…

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…

每-CPU 的变量 每-CPU 变量是一个有趣的 2.6 内核的特性. 当你创建一个每-CPU变量, 系统中每个处理器获得它自己的这个变量拷贝. 这个可能象一个想做的奇怪的事情, 但是它有自己的优点. 存取每-CPU变量不需要(几乎)加锁, 因为每个处理器使用它自己的拷贝. 每-CPU 变量也可存在于它们各自的处理器缓存中, 这样对于频繁更新的量子带来了显著的更好性能. 一个每-CPU变量的好的使用例子可在网络子系统中找到. 内核维护无结尾的计数器来跟踪有每种报文类型有多少被接收; 这些计数器可…

每-CPU 变量是一个有趣的 2.6 内核的特性. 当你创建一个每-CPU 变量, 系统中每个处理 器获得它自己的这个变量拷贝. 这个可能象一个想做的奇怪的事情, 但是它有自己的优点. 存取每-CPU 变量不需要(几乎)加锁, 因为每个处理器使用它自己的拷贝. 每-CPU 变量也 可存在于它们各自的处理器缓存中, 这样对于频繁更新的量子带来了显著的更好性能. 一个每-CPU 变量的好的使用例子可在网络子系统中找到. 内核维护无结尾的计数器来跟踪 有每种报文类型有多少被接收; 这些计数器可能每秒几…

目录 . 引言 . Linux 中断的概念 . 中断处理流程 . Linux 中断相关的源代码分析 . Linux 硬件中断 . Linux 软中断 . 中断优先级 . CPU在关中断状态下编程要注意的事项 0. 引言 中断是现代计算机体系结构的重要组成部分,我们回顾历史,现代体系结构的基本输入输出方式有三种 . 程序查询: CPU周期性询问外部设备是否准备就绪.该方式的明显的缺点就是浪费CPU资源,效率低下.但是在特定的场景下这种"程序查询"的方式还有有它的用武之地的 例如,在网络驱…

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.…

xv6是一个支持多处理器的Unix-like操作系统, 近日阅读源码时发现xv6在记录当前CPU和进程状态时非常tricky 首先,上代码: extern struct cpu cpus[NCPU]; extern int ncpu; // Per-CPU variables, holding pointers to the // current cpu and to the current process. // The asm suffix tells gcc to use "%gs:0&q…

回到start_kernel,559行,boot_cpu_init函数,跟start_kernel位于同一文件: 494static void __init boot_cpu_init(void) 495{ 496        int cpu = smp_processor_id(); 497        /* Mark the boot cpu "present", "online" etc for SMP and UP case */ 498        …

为什么需要per-CPU变量 假设系统中有4个cpu, 同时有一个变量在各个CPU之间是共享的,每个cpu都有访问该变量的权限. 当cpu1在改变变量v的值的时候,cpu2也需要改变变量v的值.这时候就会导致变量v的值不正确.这时候机智的你就会说,在cpu1访问变量v的时候可以使用原子操作加锁,cpu2访问变量v的时候需要等待.可是机智的是否考虑过加锁对性能的影响,原子操作对cpu是极耗cpu的. 再考虑一种情况,现在高速的cpu都带有高速缓冲cache.它介于cpu和主存之间,主要作用是加快c…

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…

per cpu变量相关函数和宏 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(type,name):静态分配per_cpu数组,数组名为name,结构类型为type DEFINE_PER_CPU(type,name) : 静态分配per_cpu数组,数组名为name,结构类型为type per_cpu(name,cpu) : 为CPU选择一个每CPU数组元素,CPU由参数cpu指定,数组名称为name __get_cpu_var(name) :选择per_cpu数组name的本地C…

转自:http://oenhan.com/cpu-load-balance 还是神奇的进程调度问题引发的,参看Linux进程组调度机制分析,组调度机制是看清楚了,发现在重启过程中,很多内核调用栈阻塞在了double_rq_lock函数上,而double_rq_lock则是load_balance触发的,怀疑当时的核间调度出现了问题,在某个负责场景下产生了多核互锁,后面看了一下CPU负载平衡下的代码实现,写一下总结. 内核代码版本:kernel-3.0.13-0.27. 内核代码函数起自load_…

数组形式 支持SMP的现代操作系统使用每个cpu上的数据,对于给定的处理器其数据是唯一的:一般来说,每个cpu的数据存放在一个数组中,数组总的每一项对应着系统上的一个存在的处理器:按当前处理器号确定这个数组的当前元素:使用方式如下: unsigned long my_percpu[NR_CPUS]; int cpu; cpu = get_cpu(); /* 获取当前处理器,并禁止抢占 */ my_percpu[cpu]++; /* 对变量做处理 */ put_cpu(); /* 激活内核抢占 *…

第一节 系统概述 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上.结构性.可读性.可维护性上有明显的优势,因而易学易用.用过汇编语言后再使用C来开发,体会更加深刻.Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows界面.另外重要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解.在开发大型软件时更能体现高级语…

一.为什么要使用模块 由于linux使用的是整体结构,不是模块化的结构,整体结构实现的操作系统可扩展性差.linux为了扩展系统,使用了模块的技术,模块能够从系统中动态装入和卸载,这样使得linux也具有很好的可扩展性. 二.linux中哪些代码作为模块实现,哪些直接编译进内核? 当然我们是尽量把代码编译成模块,这样就可以根据需要进行链接,内核的代码量也会少很多.几乎所有的高层组件—文件系统.设备驱动程序.可执行格式.网络层等等—都可以作为模块进行编译. 然而有些代码确必须直接编译进内核.这些代…

转自:https://yq.aliyun.com/articles/1723 摘要: 作者:王智通   CC_STACKPROTECT补丁是Tejun Heo在09年给主线kernel提交的一个用来防止内核堆栈溢出的补丁.默认的config是将这个选项关闭的,可以在编译内核的时候, 修改.config文件为CONFIG_CC_STACKPROTECTOR=y来启... 作者:王智通 CC_STACKPROTECT补丁是Tejun Heo在09年给主线kernel提交的一个用来防止内核堆栈溢出的补…

转自:http://www.cnblogs.com/openix/p/3324243.html 参考:1.http://bbs.eyeler.com/thread-69-1-1.html                                                                                    2.<Linxu Kernel Development>3ed_CN p166~p185         3.<Professional…

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…

嵌入式系统Linux内核开发工程师必须掌握的三十道题 如果你能正确回答以下问题并理解相关知识点原理,那么你就可以算得上是基本合格的Linux内核开发工程师,试试看! 1) Linux中主要有哪几种内核锁? Linux的内核锁主要是自旋锁和信号量. 自旋锁最多只能被一个可执行线程持有,如果一个执行线程试图请求一个已被争用(已经被持有)的自旋锁,那么这个线程就会一直进行忙循环——旋转——等待锁重新可用.要是锁未被争用,请求它的执行线程便能立刻得到它并且继续进行.自旋锁可以在任何时刻防止多于一个的执行…

题外话  这篇博文主要围绕printf函数分析的,主要讲解printf 使用C的可变参数机制, printf是否可重入(是否线程安全), printf函数的源码实现. 正文 1.C中可变参数机制 我们先举个例子,假如现在有这样一个需求 "需要一个不定参数整型求和函数". 具体实现代码如下 // 需要一个不定参数整型求和函数 int sum_add(int len, ...) { ; va_list ap; va_start(ap, len); // 初始化 将ap参数指向 len 下一…

原文   基数(radix)树 Linux基数树(radix tree)是将指针与long整数键值相关联的机制,它存储有效率,并且可快速查询,用于指针与整数值的映射(如:IDR机制).内存管理等.IDR(ID Radix)机制是将对象的身份鉴别号整数值ID与对象指针建立关联表,完成从ID与指针之间的相互转换.IDR机制使用radix树状结构作为由id进行索引获取指针的稀疏数组,通过使用位图可以快速分配新的ID,IDR机制避免了使用固定尺寸的数组存放指针.IDR机制的API函数在lib/idr.c…

作者:吴乐 山东师范大学 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 本实验目的:通过gdb在linux下对一个简单的命令行命令实现进程的过程进行跟踪,分析一般用户进程实现进程切换的过程,并进一步剖析进程调度的工作的原理. 一.实验过程 1.打开实验环境,并设置context_switch和pick_next_switch两个断点. 2.来到第二个断点处list(分析在第三部分) 3.到第一个断点处,在这里…

一.概述 Linux radix树最广泛的用途是用于内存管理,结构address_space通过radix树跟踪绑定到地址映射上的核心页,该radix树允许内存管理代码快速查找标识为dirty或writeback的页.Linux radix树的API函数在lib/radix-tree.c中实现. Linux基数树(radix tree)是将指针与long整数键值相关联的机制,它存储有效率,并且可快速查询,用于指针与整数值的映射(如:IDR机制).内存管理等. 上图显示了一个有3级结点的radix…

start_kernel -> setup_arch 在这个函数中我们主要看这几个函数. machine_specific_memory_setup max_low_pfn = setup_memory(); paging_init zone_sizes_init 然后我们还要看 build_all_zonelists(); mem_init(); //处理内存图,最后保存在e820中 char * __init machine_specific_memory_setup(void) { ...…

以下代码取自 kernel- . [数据结构] struct icmp_control { void (*handler)(struct sk_buff *skb); //icmp处理函数,根据icmp的类型字段 short error; /* This ICMP is classed as an error message */ }; ]; //每个icmp类型有一个项 [/数据结构] [初始化] 文件net/ipv4/af_inet.c中,函数 static int __init inet_…

ARP 实现 现在我们介绍一下arp的实现,内核版本2.6.24. [数据结构] 协议栈通过ARP协议获取到的网络上邻居主机的IP地址与MAC地址的对应关 系都会保存在这个表中,以备下次与邻居通讯时使用, 同时,ARP模块自身也会提供一套相应的机制来更新和维护这个邻居表. struct neigh_table { struct neigh_table *next; //下一个邻居表 int family; //协议簇 int entry_size;//入口长度,也就是一个邻居结构的大小,初始化为…

C51强大功能及其高效率的重要体现之一在于其丰富的可直接调用的库函数,多使用库函数使程序代码简单,结构清晰,易于调试和维护,下面介绍C51的库函数系统. 第一节 本征库函数(intrinsic routines)和非本征证库函数 C51提供的本征函数是指编译时直接将固定的代码插入当前行,而不是用ACALL和LCALL语句来实现,这样就大大提供了函数访问的效率,而非本征函数则必须由ACALL及LCALL调用.C51的本征库函数只有9个,数目虽少,但都非常有用,列如下:_crol_,_cror_:将…

linux内核就相当于不断对请求进行响应的服务器,这些请求可能来自CPU,可能来自发出中断的外部设备.我们将内核看作两种请求的侍者. (1)老板提出请求,侍者如果空闲,为老板服务.(系统调用或异常) (2)侍者正在无顾客服务时,老板提出请求,则转去为老板服务.(中断异常嵌套) (3)侍者正为老板服务时,另一老板提出请求,此时转去为另一个老板服务,回头再给这个老板服务.(中断嵌套) (4)老板可命令老板停止为当前客户服务,侍者完成老板请求之后,可能为新选中的顾客服务.(内核抢占) 内核抢占特点:一…

随着技术的发展,我们对CPU的处理能力提出了越来越高的需求,芯片厂家也对制造工艺不断地提升.现在的主流PC处理器的主频已经在3GHz左右,就算是智能手机的处理器也已经可以工作在1.5GHz以上,可是我们并不是时时刻刻都需要让CPU工作在最高的主频上,尤其是移动设备和笔记本电脑,大部分时间里,CPU其实工作在轻负载状态下,我们知道:主频越高,功耗也越高.为了节省CPU的功耗和减少发热,我们有必要根据当前CPU的负载状态,动态地提供刚好足够的主频给CPU.在Linux中,内核的开发者定义了一套框架模…