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【Linux内核】【锁机制】RCU机制入门

目的1：需要告知写者进入回收阶段的时机，但并不是通过信号或者其他通知机制实现的，这里的“告知”实际上是“隐式”的，因为读者和写者之间并无之间关联，后文将介绍具体实现逻辑。...如果存在多个写者，并且它们修改的是同一个数据结构(例如同一个链表节点)，那么就需要额外的同步机制(互斥锁、自旋锁等等)来防止并发修改同一个共享数据。...或者说必然需要一种机制能够让写者"知道"宽限期已经结束了，我们可能会想到使用信号量、通知链之类的方法，但是这些机制又会引入其他的锁，那这就和RCU无锁的设计初衷相悖了。...深入理解 Linux 的 RCU 机制 RCU锁原理与实现 再谈Linux内核中的RCU机制 Non-Preemptible RCU soft lockup: zap_pid_ns_processes...Linux RCU 内核同步机制 深入剖析Linux RCU原理（二）-渐入佳境 【Linux 内核源码分析】RCU机制

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linux内核同步机制

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...） 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...linux/types.h> 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，...vfork() 在子进程结束时通过完成变量叫醒父进程 类似于(Latch) BKL：大内核锁（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...对于单核cpu多线程的优化 内存屏障 – 见volatile

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    Linux内核的进程负载均衡机制

    再具体实现中，如何选择将进程迁移到的目标CPU，除了考虑各个CPU的负载平衡，还需要将Cache利用纳入权衡因素。同时，对于进程A唤醒进程B这个模型，还做了特殊的处理。...SMP组织 为了更好地利用Cache，内核将CPU(如果开启了超线程，那么以逻辑CPU为单位，否则以物理CPU核心为单位)组织成了调度域。...值得注意的是 每个CPU对应的调度域数据结构都包含了有效的内容，比如说SMT层中，CPU0和CPU1对应的不同调度域数据结构，内容是一模一样的。...，每个层级的调度间隔不是固定的，而是临时计算出来，他在一个可通过proc接口配置的最小值和最大值之间。...内核运行中，还有部分情况中需要用掉SMP负载均衡模型来确定最佳运行CPU: 进程A唤醒进程B时，try_to_wake_up()中会考虑进程B将在哪个CPU上运行。

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    浅析linux内核中的idr机制

    大家好，又见面了，我是全栈君 idr在linux内核中指的就是整数ID管理机制，从本质上来说，这就是一种将整数ID号和特定指针关联在一起的机制。...这个机制最早是在2003年2月加入内核的，当时是作为POSIX定时器的一个补丁。现在，在内核的很多地方都可以找到idr的身影。 idr机制适用在那些需要把某个整数和特定指针关联在一起的地方。...遇到这种清况，我们就可以采用idr机制，该机制内部采用radix树实现，可以很方便地将整数和指针关联起来，并且具有很高的搜索效率。...指针 id: 由内核自动分配的ID号 ptr: 和ID号相关联的指针 start_id: 起始ID号。...这些函数都定义在linux-2.6.xx/lib/idr.c>中 下面，我们通过分析I2C协议的核心代码，来看一看idr机制的实际应用： linux-2.6.23/drivers/i2c/

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    Linux内核MMC里的轮询机制

    从这篇文章你能学到如何使用MMC框架里的轮询机制做探卡检测，十分简单。 1 前言 最近遇到客户提的一个问题，大概意思是他们的SDIO Wi-Fi在卸载Wi-Fi驱动后再加载就检测不到Wi-Fi设备了。...#define MMC_CAP_NEEDS_POLL (1 << 5) /* Needs polling for card-detection */ 2 如何使用MMC里的轮询机制做探卡检测？...方法二：通过其他手段设置host->caps |= MMC_CAP_NEEDS_POLL 3 MMC里的轮询机制剖析 3.1 在dts设置broken-cd字段，代码在哪里解析？...，如果设置了MMC_CAP_NEEDS_POLL，也就是轮询机制，就会每隔HZ（这是个宏）时间执行一次host->detect，也就是mmc_rescan。...号主：一枚机械专业本科生，经历了转行，从外包逆袭到芯片原厂的Linux驱动开发工程师，深入操作系统的世界，贯彻终身学习、终身成长的理念。

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    Linux内核35-Completion机制

    1 Completion机制的工作原理 内核编程中的一个常见模式就是在当前进程中，再去启动另外一个活动，比如创建新的内核线程或用户进程、向已存在的进程发起请求、再或者操作某些硬件。...所以，并不是一个特别好的选择。 针对上面的情况，Linux内核从2.4.7版本开始，引入了另外一种同步技术：completion机制。...3 Completion机制的常用API 与信号量的up()函数对应的函数称为complete()函数。它的参数是一个completion数据结构。...在信号量中，自旋锁被用来保证并发执行的两个调用down()的函数不会弄乱信号量数据结构。 4 Completion机制的示例 关于completion机制如何使用，请参考complete的模块示例。...对设备的一次写操作只能使一个读操作完成，而无法通知其它正在读操作的进程。 completion机制的一个典型应用就是，在模块exit的时候，终止内核线程。

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    linux内核IDR机制详解【转】

    先来看下IDR的作用：IDR主要实现ID与数据结构的绑定。刚开始看的时候感觉到有点懵，什么叫“ID与数据结构的绑定”？...以上就是IDR的一些浅显的概念，IDR本质上就是通过对于ID一些有效的管理进而管理和这些ID有关的数据结构----不限于IPC通信的key值。 IDR怎么对于数据ID管理呢？...使用数组进行管理的时候寻址快速，但是只能管理比较少量的ID数目。 使用链表进行管理的时候虽然可以支持大量的数据ID，但是通过链表的指针寻址比较慢。 所以引入了以上三者的优点进行IDR管理。...上图中每一个分级中的IDR数组中的值不为空代表相应位有效的ID位，但是使用数组下标标示有效的ID位还是有点慢----需要通过数组下标以及数组内容判断有效的ID位，所以对于每一个IDR引入了有效的ID位图来表示...，每一个位图为32位刚好给出了相应的有效的ID位。

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    linux 内核同步机制使用

    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...3、信号量（semaphore） Linux内核的信号量在概念和原理上与用户态的System V的IPC机制信号量是一样的，但是它绝不可能在内核之外使用，因此它与System V的IPC机制信号量毫不相干...如果被保护的共享资源只在进程上下文和tasklet或timer上下文访问，那么应该使用与上面情况相同的获得和释放锁的宏，因为tasklet(linux中断处理机制中的软中断延迟机制)和timer是用软中断实现的

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    Linux内核编程--信号量机制

    二，信号量的结构： 信号量的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。...信号量的值与相应资源的使用情况有关: 当信号量的值大于0时，表示当前可用资源的数量 ；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数 。...Linux多进程访问共享资源时，需要按下列步骤进行操作： (1)检测控制这个资源的信号量的值。 (2)如果信号量是正数，就可以使用这个资源。进程将信号量的值“减 1”，表示当前进程占用了一份资源。...四，信号量的分类： 信号量按照使用场景分为 ：二值信号量和计数信号量： 二值信号量：指初始值为 1 的信号量，此类信号量只有 1 和 0 两个值，通常用来代替锁机制实现线程同步， 在一个时刻仅允许有一个资源持有者...pthread_create(&smk_1, 0, smoker, 1); pthread_create(&smk_2, 0, smoker, 2); while(1); } Linux

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    【Linux 内核】宏内核与微内核架构 ( 操作系统需要满足的要素 | 宏内核 | 微内核 | Linux 内核动态加载机制 )

    文章目录 一、操作系统需要满足的要素 二、宏内核 三、微内核 四、Linux 内核动态加载机制 一、操作系统需要满足的要素 ---- 电脑上运行的 操作系统 , 是一个 软件 ; 设备管理 : 操作系统需要..., 线程是独立运行 , 独立调度的最基本单位 ; 二、宏内核 ---- 宏内核 : 内核代码 编译成 二进制文件 , 内核 运行在 一个 大内核 地址空间 中 , 可以 直接 访问 , 调用 内核代码...; 四、Linux 内核动态加载机制 ---- Linux 内核模块动态加载 : Linux 内核 使用了 模块设计 , 可以进行 动态加载 内核模块 ; Linux 内核的 核心实现 , 设备驱动实现..., 可以 编译成一个独立模块 , 这些独立模块可以被编译成 独立的目标文件 , 可以在运行时 , 动态 加载 / 卸载 内核模块 ; 开发简单 : Linux 内核模块引入 , 带来了很多便利 , 很多内核驱动..., 都可以 编译成动态 加载 / 卸载 的模块 , 驱动开发时 , 必须 遵守规定的接口 , 来访问内核 , 这样 开发内核模块 , 变得 更加容易 , 方便 ; 与平台无关 : 内核模块 可以 设计成

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    linux内核级同步机制--futex

    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。

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    Linux内核同步机制之completion

    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。...是的，从上面的代码看到，和我们想的一样。内核也是这样做的。...运用 运用LDD3中的例子： #include linux/module.h> #include linux/init.h> #include linux/sched.h> #include <

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    Linux内核通知链机制的原理及实现

    一、概念： 大多数内核子系统都是相互独立的，因此某个子系统可能对其它子系统产生的事件感兴趣。...为了满足这个需求，也即是让某个子系统在发生某个事件时通知其它的子 系统，Linux内核提供了通知链的机制。通知链表只能够在内核的子系统之间使用，而不能够在内核与用户空间之间进行事件的通知。...原始通知链（ Raw notifier chains ）：对通知链元素的回调函数没有任何限制，所有锁和保护机制都由调用者维护。...内核代码中一般把通知链命名为xxx_chain, xxx_nofitier_chain这种形式的变量名。 三、运作机制： 通知链的运作机制包括两个角色： 被通知者：对某一事件感兴趣一方。...#include linux/init.h>#include linux/types.h>#include linux/module.h>MODULE_LICENSE("GPL");/** 定义自己的通知链头结点以及注册和卸载通知链的外包函数

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    Linux内核同步机制之（一）：原子操作

    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： ?...在这种情况下，CPU1的对memory的修改被CPU2的操作覆盖了，因此执行结果是错误的。 不仅是多CPU，在单CPU上也会由于有多个内核控制路径的交错而导致上面描述的错误。...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： ?...具体的接口API函数整理如下： ? 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： ?..."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。

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    linux内核写时复制机制源代码解读

    作者简介 韩传华，就职于国内一家半导体公司，主要从事linux相关系统软件开发工作，负责Soc芯片BringUp及系统软件开发，乐于分享喜欢学习，喜欢专研Linux内核源代码。...写时复制技术（一下简称COW）是linux内核比较重要的一种机制，我们都知道：父进程fork子进程的时候，子进程会和父进程会以只读的方式共享所有私有的可写页，当有一方将要写的时候会发生COW缺页异常。...那么究竟COW在linux内核中是如何触发？又是如何处理的呢？我们将在本文中以源代码情景分析的方式来解读神秘的写时COW，从源代码级别的角度彻底理解它。...需要说明的是:本文中所分析的内核源码时linux-5.0版本内核，使用arm64处理器架构，当然此文章发布时linux内核已经是linux-5.8.x，当你查看最新的内核源码的时候会发现变化并不是很大。...old_mm到mm,创建自己的pgd页全局目录，然后会遍历父进程的vma链表为子进程建立vma链表（如代码段，数据段等等），然后就是比较关键的页的共享，linux内核为了效率考虑并不是拷贝父进程的所有物理页内容

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    Linux 内核 TCP MSS 机制详细分析

    前言 上周Linux内核修复了4个CVE漏洞[1]，其中的CVE-2019-11477感觉是一个很厉害的Dos漏洞，不过因为有其他事打断，所以进展的速度比较慢，这期间网上已经有相关的分析文章了。...所以本文将通过Linux内核源码对TCP的MSS机制进行详细分析。...linux-source-4.15.0 $ ls /usr/src/linux-source-4.15.0.tar.bz2 带符号的内核： $ cat /etc/apt/sources.list.d/ddebs.list...grup启动的，所以在grup配置文件中，内核启动参数里加上nokaslr $ cat /etc/default/grub |grep -v "#" | grep CMDLI GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT...随后我对Linux 2.6.29至今的内核进行审计，mss_now的计算公式都一样，tcp_header_len长度也只会加上时间戳的12字节和md5值的18字节。

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    Dubbo 路由机制的实现

    Dubbo 路由机制是在服务间的调用时，通过将服务提供者按照设定的路由规则来决定调用哪一个具体的服务。 路由服务结构 Dubbo 实现路由都是通过实现 RouterFactory 接口。...服务路由实现 上面展示了路由实现类，这几个实现类型中，ConditionRouter 条件路由是最为常用的类型，由于文章篇幅有限，本文就不对全部的路由类型逐一分析，只对条件路由进行具体分析，只要弄懂这一个类型...条件路由参数规则 在分析条件路由前，先了解条件路由的参数配置，官方文档如下： 条件路由规则内容如下： 条件路由实现分析 分析路由实现，主要分析工厂类的 xxxRouterFactory#getRouter...最后 单纯从逻辑上，如果能够掌握条件路由的实现，去研究其它方式的路由实现，相信不会有太大问题。只是例如像脚本路由的实现，你得先会使用脚本执行引擎为前提，不然就不理解它的代码。...最后，在 dubbo-admin 上可以设置路由，大家可以尝试各种使用规则，通过实操才能更好掌握和理解路由机制的实现。

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    【Linux 内核】Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    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

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    万字长文解读 Linux 内核追踪机制

    Linux 存在众多 tracing tools，比如 ftrace、perf，他们可用于内核的调试、提高内核的可观测性。...Kprobes 机制 Kprobes 是一个动态 tracing 机制，能够动态的注入到内核的任意函数中的任意地方，采集调试信息和性能信息，并且不影响内核的运行。...cpu 执行断点指令时，会触发内核的断点处理函数「do_int3」，它判断是否为 kprobe 引起的断点，如果是 kprobe 机制触发的断点，会保存这个程序的状态，比如寄存器、堆栈等信息，并通过 Linux...Linux 内核为此提供了一个不需要编写内核模块就能使用 tracepoint 的机制：event tracing。...Function Trace 前面提到的 event trace 机制与基于 tracefs 文件系统管理 event 的机制最初就是 Ftrace 的一部分能力，现在已经成为 Linux 内核追踪系统的通用模块

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