既然是交错执行，就会产生竞态条件，我们可以采用同步技术消除这种竞态条件。 我们首先了解一下如何向内核请求服务。然后，看一下这些请求如何实现同步。Linux内核又是采用了哪些同步技术。...当然了，Linux内核不可能这么简单： 不论是抢占式内核还是非抢占式内核，进程都有可能放弃CPU的使用权而休眠等待某些资源。我们称这类进程切换是有计划的进程切换。...基于这个原因，Linux2.6内核允许用户在编译内核代码的时候，通过配置，可以使能和禁止内核抢占。 4 什么时候需要同步技术？ 我们先了解一下内核进程的竞态条件和临界区的概念。...通过这些问题，我们掌握内核同步技术，为自己的内核程序设计最好的同步方法。 5 都有哪些同步技术？ 表5-2，列举了Linux内核使用的一些同步技术。...表5-2 Linux内核使用的一些同步技术 技术 描述 范围 Per-CPU变量 用于在CPU之间拷贝数据 所有CPU 原子操作 针对计数器的原子RMW指令 所有CPU 内存屏障 避免指令乱序 本地CPU
关于同步理论的一些基本概念 临界区（critical area）: 访问或操作共享数据的代码段 简单理解：synchronized大括号中部分（原子性） 竞争条件（race conditions）两个线程同时拥有临界区的执行权...数据不一致：（data unconsistency） 由竞争条件引起的数据破坏 同步（synchronization）避免race conditions 锁：完成同步的手段（门锁，门后是临界区，只允许一个线程存在...） 上锁解锁必须具备原子性 原子性（象原子一样不可分割的操作） 有序性（禁止指令重排） 可见性（一个线程内的修改，另一个线程可见） 内核同步常用方法 原子操作 – 内核中类似于AtomicXXX，位于... 自旋锁 – 内核中通过汇编支持的cas，位于 读-写自旋 – 类似于ReadWriteLock，可同时读，只能一个写 读的时候是共享锁，...（早期，现在已经不用） 顺序锁（linux 2.6内核新增）： – 线程可以挂起的读写自旋锁 序列计数器（从0开始，写时增加(+1)，写完释放(+1)，读前发现单数，说明有写线程，等待，读前读后序列一样
要想一个系统不崩溃，性能还得好，同步技术是非常关键的。但是，完全避免竞态条件几乎是难于上青天。因为它要求对内核各个功能模块之间的交互得有一个清晰深刻的理解。...下面我们看一下Linux内核中一些具体保护数据访问的示例，加深对其理解，甚至可以在自己的内核设计上借鉴一下。...当内核中某个程序访问该资源的时候，计数器加1，当内核程序释放资源，计数器减1。当计数器的值为0时，它就可以被释放了。...2 大内核锁 关于这部分请参阅网友universus写的这篇文章-大内核锁将何去何从。我觉得写得还是非常详细的。...4 Slab Cache列表信号量 slab是一种Linux内核内存分配算法，slab分配算法采用cache存储内核对象。这些对象的描述符使用一个列表进行管理。
Linux 内核中的同步机制：原子操作、信号量、读写信号量、自旋锁的API、大内核锁、读写锁、大读者锁、RCU和顺序锁。...1、介绍 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，即使单CPU内核也需要一些同步机制来同步不同执行单元对共享的数据的访问。...主流的Linux内核中的同步机制包括： 原子操作 信号量（semaphore） 读写信号量（rw_semaphore） 自旋锁spinlock 大内核锁BKL(Big Kernel Lock) 读写锁rwlock...6、大内核锁 大内核锁(BKL)的设计是在kernel hacker们对多处理器的同步还没有十足把握时，引入的大粒度锁。...大内核锁一般是在文件系统，驱动等中用的比较多。目前kernel hacker们仍然在努力将大内核锁从linux里铲除。 大内核锁有两种实现：分别是自旋锁和mutex锁。
今天，我们了解一下内核同步的最后一种方法，关闭中断。这是一种简单粗暴的方式，但行之有效。 1 禁止中断 作为嵌入式软件开发人员，对于禁止中断肯定不陌生。...同样，Linux也不会放弃禁止中断这么好的同步机制。它保证内核控制路径可以继续执行，其访问的数据结构不会被中断处理程序破坏。...所以，在多核系统中，内核数据结构的保护一般是禁止中断搭配自旋锁一起使用。...当内核代码进入临界代码段时，通过清除eflags寄存器中的IF标志实现禁止中断，从而保护临界代码段。但是，当内核离开临界代码段的时候，内核是否该恢复之前的IF标志呢？还是不做任何处理？...但是，事情不会那么简单，有时候，内核需要只禁止可延时函数，而不禁止中断。那怎么实现呢？
1 内核数据的同步访问 前面，我们学习了这么多内核同步技术。那我们该怎么选择呢？选择不同的内核同步技术，可能对系统的性能影响很大。根据经验，基本可以遵守这么一条准则：尽可能高地保证系统的并发性。...为了使CPU的效率最大化，基于自旋锁的内核同步原语尽可能不用。因为，当CPU忙等待自旋锁被释放的时候，其实浪费了珍贵的机器执行周期。...那是因为，Linux内核提供的操作函数API已经封装了内存屏障原语。所以，大部分时候我们不需要关心它。...软中断是内核在编译阶段就预先定义好的，这是一个数组，数组元素个数正好是内核支持的软中断数量（Linux目前是32个，但实际只用了6个），而恰恰，内核为每个CPU都维护着一个表示软中断挂起标志位的32位变量...为了方便处理多核系统中这种局部中断禁止和自旋锁结合在一起使用的情况，Linux提供了一些宏，如下表所示。单核系统中，这些宏只能禁止中断或者禁止内核抢占。
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。...内核也是这样做的。...运用 运用LDD3中的例子： #include #include #include #include #include #include #include MODULE_LICENSE
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。...为了解决上述问题，linux内核引入了futex机制，futex主要包括等待和唤醒两个方法：futex_wait和futex_wake，其定义如下 //uaddr指向一个地址，val代表这个地址期待的值...本文将深入分析futex的实现，让读者对于锁的最底层实现方式有直观认识，再结合之前的两篇文章（关于同步的一点思考-上和关于同步的一点思考-下）能对操作系统的同步机制有个全面的理解。...End Java中的ReentrantLock,Object.wait和Thread.sleep等等底层都是用futex进行线程同步，理解futex的实现能帮助你更好的理解与使用这些上层的同步机制。
(1)什么是内核同步 所谓的内核同步就是对共享资源进行保护，防止并发访问。...b.linux2.0以后的时代 从2.0开始，linux开始支持SMP. 此时如果不加保护，运行在两个不同处理器上的内核代码完全可能在同一时刻并发访问共享数据。...到2.6时，linux已经发展成抢占式内核， 在不加保护的时候，调度程序可以在任何时刻抢占正在运行的内核代码，重新调度其他的进程运行。...下面将介绍linux为解决竞争问题而提供的同步方法 (1)原子整数操作 原子操作可以保证指令以原子的方式运行--执行过程不能被打断。...这种情况就需要更复杂的同步方法--锁来提供保护。 linux内核中最常见的锁是自旋锁(spin lock)。 自旋锁最多只能被一个可执行线程持有，等待锁的进程采用忙循环等待(只针对smp)。
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： ?...二、对策 对于那些有多个内核控制路径进行read-modify-write的变量，内核提供了一个特殊的类型atomic_t，具体定义如下： ?...三、ARM中的实现 我们以atomic_add为例，描述linux kernel中原子操作的具体代码实现细节： ?...ldr和str这两条指令大家都是非常的熟悉了，后缀的ex表示Exclusive，是ARMv7提供的为了实现同步的汇编指令。..."Linux阅码场"是专业的Linux及系统软件技术交流社区，企业和Linux人才的连接枢纽。
作者：郭健 出处：wowotech 前文：Linux内核同步机制之（一）：原子操作 一、源由：为何引入Per-CPU变量？...虽然对性能造成影响，但是系统必须这么做，因为需要维持cache的同步。将一个共享memory变成Per-CPU memory本质上是一个耗费更多memory来解决performance的方法。...在include/linux/percpu.h文件中，定义了内核其他模块要使用per cpu机制使用的接口API以及相关数据结构的定义。...对于build in内核的那些per cpu变量，必然位于__per_cpu_start和__per_cpu_end之间的per cpu section。..."Linux阅码场"是专业的Linux及系统软件技术交流社区，企业和Linux人才的连接枢纽。
文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...参考 【错误记录】解压 Linux 内核报错 ( Can not create symbolic link : 客户端没有所需的特权 | Windows 中配置 7z 命令行执行解压操作 ) 博客 ;...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用
无他，仅仅是为了增加内核的并发，从而增加性能而已。...需要说明的是Linux内核同步机制之（四）：spin lock是本文的基础，请先阅读该文档以便保证阅读的畅顺。...内核支持多种文件系统类型，例如EXT4，YAFFS2等，每种文件系统都用struct file_system_type来表示。...内核中所有支持的文件系统用一个链表来管理，file_systems指向这个链表的第一个node。...include/linux/rwlock.h。
文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用...按钮 , 此时就可以在 VSCode 中阅读 Linux 内核源码 ;
内核中同步、交换、回收简要说明 同步、换出、回收三个操作的最小的单位是以页帧为单位，并且和磁盘文件系统操作紧密相关。...内核中dirty page同步机制演变 基于pdflush:pdflush的职责是把内存中的脏页flush到后端的物理磁盘，pdflush的线程数通过/proc/sys/vm/nr_pdflush_threads...基于多线程的队列的writeback：linux 3.2开始采用bdi_writeback机制，废弃了pdflush机制采用bid-writeback机制是为每个磁盘创建一个线程，专门负责整个磁盘的脏页的刷新...机制线程管理是由回写模块自行管理，从linux 3.13开始内核中的cmwq工作队列的并发度非常高，并且性能也很高，bdi-wwriteback机制中不在自己管回写线程，而是统一使用cmwq工作队列里的...内核中dirty page同步策略 定时方式：这种方式是定时发出回写工作激活回写线程，定时的时间间隔通过/proc/sys/vm/dirtywriteback_centisecs，默认是1/100秒。
内核——操作系统的内在核心 设备驱动程序 启动引导程序 命令行shell 其他种类的用户界面—-操作系统的外在表象 基本的文件管理工具和系统工具 Linux内核的组成 Linux内核源代码目录结构是什么...Linux内核的有哪些组成部分？ 进程调度（SCHED）、内存管理（MM）、虚拟文件系统（VFS）、网络接口（NET）和进程间通信（IPC） Linux内核的的组成部分之间有什么关系？...Makefile：分布在Linux 内核源代码中的Makefile，定义Linux 内核的编译规则。 配置文件（Kconfig）：给用户提供配置选择的功能。...记录哪些部分被编译入内核、哪些部分被编译为内核模块。 在Linux 内核中增加程序需要完成哪些工作？ 将编写的源代码复制到Linux 内核源代码的相应目录。...次引导加载程序加载Linux内核和可选的初始RAM 磁盘，将控制权交给Linux内核源代码。 运行被加载的内核，并启动用户空间应用程序。
一、Linux内核2.6特点： 1.新的调度器 2.内核抢占 3.改进线程模型 4.虚拟内存 5.文件系统 6.音频：音频体系结构ALSA.支持USB音频和MIDI设备，并支持全双工重放功能。...二、LINUX内核的组成 1.LINUX内核源代码目录结构 1）arch:包含和硬件体系结构相关的代码，每种平台占一个相应的目录。如i386,arm,powerpc,mips等。...4）Documentation:内核各部分通用解释和注释。...模块 16）sound:ALSA,OSS音频中设备的核心代码和常用设备驱动 17）usr:实现了用于打包和压缩的CPIO等 2.LINUX的内核组成部分 2.1 LINUX主要用进程调度，虚拟文件系统，...3.Linux内核空间与用户空间 Linux只能通过系统调用和硬件中断来完成用户空间到内核空间的控制转移
让我们了解和熟悉基本的Linux内核相关的信息，Linux内核我们主要从以下几个方面来讲解： Linux内核-什么是内核(本章节) Linux内核-内核参数 Linux内核-proc文件系统 Linux...他们都基于安卓(Linux内核)开发自己的OS系统。 虽然我们用安卓来比喻内核，不是很恰当，毕竟安卓系统也是基于Linux内核，我们这里也不用纠结这个问题，我们只需要理解这个比较抽象的概念即可。...什么是Linux内核 Linux 内核是Linux操作系统的核心部分，它是一个自由和开放源代码的类Unix操作系统内核。...以下是Linux内核的一些关键特点和功能： 开源：Linux内核的源代码是公开的，任何人都可以查看、修改和发布自己的版本。...Linux内核的官方网址就是https://www.kernel.org/ 本地内核文件 我们在Linux基础-linux目录介绍过/boot目录就是内核相关的的目录,这个是未升级内核之前的目录结构，可以和上面的内核版本进行对应
标准内核版本信息 看下图 (截自https://www.kernel.org/) 第一列，版本性质：主分支(mainline)，稳定版(stable)，长期维护版(longterm) 第二列，版本号。...标准内核与Linux发行版(如redhat)内核的区分 见下面的描述(摘自：https://www.kernel.org/releases.html) Distribution kernels Many...Linux distributions provide their own “longterm maintenance” kernels that may or may not be based on
文章目录 一、解压内核源码 二、查询当前 Linux 内核版本号 三、进入并查看 linux 内核源码目录 一、解压内核源码 ---- 将 下载的 Linux 内核源码 linux-5.6.14.tar.gz...拷贝到 Ubuntu 虚拟机中 , 执行 tar xvf linux-5.6.14.tar.gz 命令 , 解压 Linux 内核源码 ; 解压完毕后 , linux-5.6.14 目录中就是解压后的...Linux 内核源码 ; 二、查询当前 Linux 内核版本号 ---- 执行 uname -a 命令 , 查询当前 Ubuntu 系统的 Linux 内核版本号 , 执行过程如下 : root@ubuntu...x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux root@ubuntu:~/kernel# root@ubuntu:~/kernel# 当前的内核版本号是 4.13.0 ; 三...、进入并查看 linux 内核源码目录 ---- 进入之前解压的 linux-5.6.14 内核源码目录 ; root@ubuntu:~/kernel# ls linux-5.6.14 linux-5.6.14
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