xv6 锁

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XV6锁

锁 xv6 运行在多处理器上,即计算机上有多个单独执行代码的 CPU.这些 CPU 操作同一片地址空间并分享其中的数据结构:xv6 必须建立一种合作机制防止它们互相干扰.即使是在单个处理器上,xv6 也必须使用某些机制来防止中断处理程序与非中断代码之间互相干扰.xv6 为这两种情况使用了相同的低层概念:锁.锁提供了互斥功能,保证某个时间点只有一个 CPU 能持有锁.如果 xv6 只能在持有特定的锁时才能使用数据结构,那么就能保证同一时间只有一个 CPU 能使用这个数据结构.这样,我们就称这个锁保…

在xv6 中锁对象是 spinlock,spinlock中的locked为1的时候表示被占用,为0的时候锁空闲. struct spinlock { uint locked; // Is the lock held? ...... }; 使用 acquire获取锁 void acquire(struct spinlock *lk) { ........ ) != ); ...... } 该函数中通过xchg原子性交换locked和1,并返回locked的原来的值.当返回值为1时,说明其他线程占用…

xv6学习笔记(5) : 锁与管道与多cpu

xv6学习笔记(5) : 锁与管道与多cpu 1. xv6锁结构 1. xv6操作系统要求在内核临界区操作时中断必须关闭. 如果此时中断开启,那么可能会出现以下死锁情况: 进程A在内核态运行并拿下了p锁时,触发中断进入中断处理程序. 中断处理程序也在内核态中请求p锁,由于锁在A进程手里,且只有A进程执行时才能释放p锁,因此中断处理程序必须返回,p锁才能被释放. 那么此时中断处理程序会永远拿不到锁,陷入无限循环,进入死锁. 2. xv6中的自旋锁 Xv6中实现了自旋锁(Spinlock)用于内核临…

XV6操作系统代码阅读心得（四）：虚拟内存

本文将会详细介绍Xv6操作系统中虚拟内存的初始化过程. 基本概念 32位X86体系结构采用二级页表来管理虚拟内存.之所以使用二级页表, 是为了节省页表所占用的内存,因为没有内存映射的二级页表可以不用分配地址来存储.在这个二级页表结构中,每个页的大小为4KB,每个页表的大小也为4KB,每个页表项的大小为4字节,一个页表包含1024个页表项.一级页表表项存储的是二级页表的地址,二级页表表项存储的是对应的物理地址.虚拟地址和物理地址的最后12位总是相同,因此页表表项中的这12位可以被用作标记其他信息.…

XV6源代码阅读-同步机制

Exercise1 源代码阅读锁部分:spinlock.h/spinlock.c以及相关其他文件代码 // Mutual exclusion lock. struct spinlock { uint locked; // 0未被占用, 1已被占用 // For debugging: char *name; // Name of lock. struct cpu *cpu; // The cpu holding the lock. uint pcs[10]; // The call stack…

XV6操作系统代码阅读心得（三）：锁

锁是操作系统中实现进程同步的重要机制. 基本概念临界区(Critical Section)是指对共享数据进行访问与操作的代码区域.所谓共享数据,就是可能有多个代码执行流并发地执行,并在执行中可能会同时访问的数据. 同步(Synchronization)是指让两个或多个进程/线程能够按照程序员期望的方式来协调执行的顺序.比如,让A进程必须完成某个操作后,B进程才能执行.互斥(Mutual Exclusion)则是指让多个线程不能够同时访问某些数据,必须要一个进程访问完后,另一个进程才能访问. 当…

XV6学习（10）锁

在包括XV6的绝大部分操作系统都是多个任务交错执行的.交错的一个原因是多核硬件:多核计算机的多个CPU核心独立执行计算,如XV6的RISC-V处理器.多个CPU核心共享物理内存,XV6利用这种共享来维护所有核心都会读写的数据结构.而这种共享会导致一个CPU在读取某数据结构时,可能有另一个CPU正在对此数据进行更新:或者多个CPU同时更新同一个数据.如果不对这种并行访问进行小心的设计,就可能会导致错误的结果产生或者损坏数据.即使是单核处理器,内核也可能会在多个线程之间进行切换,导致它们交错运行.最…