如果大家有过在容器中执行 ps 命令的经验,都会知道在容器中的进程的 pid 一般是比较小的。例如下面我的这个例子。
原子操作(atomic operation),不可分割的操作。其通过原子变量来实现,以保证单个CPU周期内,读写该变量,不能被打断,进而判断该变量的值,来解决并发引起的互斥。
linux内核中有多种内核锁,内核锁的作用是: 多核处理器下,会存在多个进程处于内核态的情况,而在内核态下,进程是可以访问所有内核数据的,因此要对共享数据进行保护,即互斥处理; linux内核锁机制有信号量、互斥锁、自旋锁还有原子操作。 一、信号量(struct semaphore): 是用来解决进程/线程之间的同步和互斥问题的一种通信机制,是用来保证两个或多个关键代码不被并发调用。 信号量(Saphore)由一个值和一个指针组成,指针指向等待该信号量的进程。信号量的值表示相应资源的使用情况。信号量S>=0
"本文从编译、二进制程序文件和运行角度逐级解析了 Linux C 语言程序中几种变量类型"
本文介绍了如何通过按键驱动程序实现按键事件和防抖,并对代码和测试效果进行了详细说明。
funcA先执行,再执行funcB。或者 funcB先执行,再执行funcA。 上述无论那个先执行,结果都是2。没有什么多说的。
上一篇中介绍了阻塞IO等的一些用法,本来这一篇准备介绍一下poll/select等的一些高级IO操作,后来想想,在实际工作中开发驱动的时候很少会使用到poll/select这些操作,就不再介绍,有兴趣的可以自己查找资料学习一下。这一篇会介绍下相对比较实用的设备文件的存取控制的一些内容。 存取控制主要用于设备的使用控制,只有授权的用户才能访问设备或者同时只有一个进程访问设备。这也是存取控制使用最广的地方。下面分别简单说明。 单open设备 单open设备就是同时只有一个进程允许打开一次所要访问的设备。此种方法
有的时候在驱动程序中需要延迟某些操作的进行,最典型的操作就是在驱动程序的中断处理函数延迟操作。比如在DMA驱动中,当数据传输完毕之后会触发中断的,通常这时候会启动一个tasklet来完成耗时的操作,也就是中断的下半部,让中断尽早的返回。
什么是原子操作 原子操作可以保证指令以原子的方式执行——执行过程不被打断,原子操作是多数无锁编程的基本前提。 原子操作分为以下几类 对1字节的读写 对2字节数(对齐到16位边界)读写 对4字节数(对齐到32位边界)读写 对8字节数(对齐到64位边界)读写 xchg 原子操作基本原理 在x86平台上,CPU提供了在指令执行期间对总线加锁的手段。CPU芯片上有一条引线#HLOCK pin,如果汇编语言的程序中在一条指令前面加上前缀"LOCK",经过汇编以后的机器代码就使CPU在执行这条指令的时候把#HLOCK
"原子操作(atomic operation)是不需要synchronized",这是多线程编程的老生常谈了。所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作;这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch (切换到另一个线程)。
综述 在上一篇介绍了linux驱动的调试方法,这一篇介绍一下在驱动编程中会遇到的并发和竟态以及如何处理并发和竞争。 首先什么是并发与竟态呢?并发(concurrency)指的是多个执行单元同时、并行被执行。而并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局、静态变量)的访问则容易导致竞态(race conditions)。可能导致并发和竟态的情况有: SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构。SMP是一种紧耦合、共享存储的系统模型,它的特点是多个CPU使用共同的系统总线
在早期的 Linux内核中,并发的来源相对较少。早期内核不支持对称多处理( symmetric multi processing,SMP),因此,导致并发执行的唯一原因是对硬件中断的服务。这种情况处理起来较为简单,但并不适用于为获得更好的性能而使用更多处理器且强调快速响应事件的系统。
AVBuffer是FFmpeg中很常用的一种缓冲区,缓冲区使用引用计数(reference-counted)机制。 AVBufferRef则对AVBuffer缓冲区提供了一层封装,最主要的是作引用计数处理,实现了一种安全机制。用户不应直接访问AVBuffer,应通过AVBufferRef来访问AVBuffer,以保证安全。 FFmpeg中很多基础的数据结构都包含了AVBufferRef成员,来间接使用AVBuffer缓冲区。 本文使用的FFmpeg版本号为FFmpeg 4.1。
在信号量最后的部分说,当count=1的时候可以用信号量实现互斥。在早期的Linux版本中就是当count=1来实现mutex的。
在wakeup events framework小节中提到,wakeup events framwork可以解决system suspend和wakeup events之间的同步问题。而整篇下来没有看到是如何解决同步问题的。所有本小节继续分析wakeup events framework中的重要知识点-wakeup count。
并发相关的缺陷是最容易制造的,也是最难找到的,为了响应现代硬件和应用程序的需求,Linux 内核已经发展到同时处理更多事情的时代。这种变革使得内核性能及伸缩性得到了相当大的提高,然而也极大提高了内核编程的复杂性。
1.写出最底层Led_Open(),Led_Write(),Led_Read() 2.如何让内核知道下面有我们写好的操作硬件的函数呢?定义一个file_operations结构体(指向Led_Open等底层函数)。使用函数regsiter_chrdev(major,”first_drv”,&first_drv_fops)注册告诉内核(通过major索引)。 3.regsiter_chrdev被谁调用?被驱动入口函数调用。first_drv_init() 4.如何知道调用first_drv_init(),还是其他的函数呢?利用宏module_init(first_drv_init)定义一个结构体,结构体中有函数指针,指向入口函数。 5.出口函数first_drv_exit。卸载驱动unregsiter_chrdev(major,”first_drv”,&first_drv_fops)。如何知道何时来调用first_drv_exit?module_init(first_drv_exit)定义一个结构体,结构体中有函数指针,指向入口函数。
在《[apue] 进程控制那些事儿 》一文中,曾提到进程 ID 并不是唯一的,在整个系统运行期间一个进程 ID 可能会出现好多次。
在多年前,linux还没有支持对称多处理器SMP的时候,避免并发数据访问相对简单。
在上一篇<dpvs源码分析(续)>中,我们以tcp为例,讲到了连接的建立,同时也提到了full-nat,snat这些术语。在该篇中,我们再来讲讲连接建立的过程。
对于基础类型操作,使用原子变量就可以做到线程安全,那原子操作是如何保证线程安全的呢?linux中的原子变量如下:
Linux下有3个特殊的进程,idle进程(PID = 0), init进程(PID = 1)和kthreadd(PID = 2)
本节我们将从linux启动的第一个进程说起,以及后面第一个进程是如何启动1号进程,然后启动2号进程。然后系统中所有的进程关系图做个简单的介绍
软中断、tasklet和工作队列并非Linux内核中一直存在的机制,而是由更早版本号的内核中的“下半部”(bottom half)演变而来。
在一个应用程序(进程)中同时执行多个小的部分(线程),这就是多线程。多个线程虽然共享一样的数据,但是却执行不同的任务。
linux中input子系统与I2C子系统类似,也被主观分成三部分:输入驱动、输入设备和输入核心。
上篇我们从进程 clone 的角度,结合代码简单分析了 Linux 提供的 6 种 namespace,本篇从源码上进一步分析 Linux namespace,让你对 Docker namespace 的隔离机制有更深的认识。我用的是 Linux-4.1.19 的版本,由于 namespace 模块更新都比较少,所以,只要 3.0 以上的版本都是差不多的。 从内核进程描述符 task_struct 开始切入 由于 Linux namespace 是用来做进程资源隔离的,所以在进程描述符中,一定有 names
学习一下linux kernel namespace的代码还是很有必要的,让你对docker容器的namespace隔离有更深的认识。我的源码分析,是基于Linux Kernel 4.4.19 (https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/patch-4.4.19.gz)版本的,由于namespace模块更新很少,因此其他相近版本之间雷同。User namespace由于与其他namespaces耦合在一起,比较难分析,我将在后续再作分析。 Kernel,Nam
PID,IPC,Network等系统资源不再是全局性的,而是属于特定的Namespace。每个Namespace里面的资源对其他Namespace都是透明的。要创建新的Namespace,只需要在调用clone时指定相应的flag。 Linux Namespaces机制为实现基于容器的虚拟化技术提供了很好的基础,LXC(Linux containers)就是利用这一特性实现了资源的隔离。不同Container内的进程属于不同的Namespace,彼此透明,互不干扰。下面我们就从clone系统调用的flag出发,来介绍各个Namespace。
要深入理解Linux内核中的同步与互斥的实现,需要先了解一下内联汇编:在C函数中使用汇编代码。
在上一篇文章中,我们主要介绍了 LVS 的原理,接下来我们将会介绍 LVS 的代码实现。
在32bit中的Linux内核中一般采用3层映射模型,第1层是页面目录(PGD),第2层是页面中间目录(PMD),第3层才是页面映射表(PTE)。但在ARM32系统中只用到两层映射,因此在实际代码中就要3层映射模型中合并一层。在ARM32架构中,可以按段(section)来映射,这时采用单层映射模式。使用页面映射需要两层映射结构,页面的选择可以是64KB的大页面或4KB的小页面,如图2.4所示。Linux内核通常使用4KB大小的小页面。
在内核kernel/drivers/regulator/dummy.c文件中构造了一个虚拟的regulator,参考此文件编写一个虚拟的regulator driver。
linux高端内存中的临时内存区为固定内存区的一部分, 对于固定内存在linux内核中有下面描述
中断服务程序一般都是在中断请求关闭的条件下执行的,以避免嵌套而使中断控制复杂化。但是,中断是一个随机事件,它随时会到来,如果关中断的时间太长,CPU就不能及时响应其他的中断请求,从而造成中断的丢失。因此,Linux内核的目标就是尽可能快的处理完中断请求,尽其所能把更多的处理向后推迟。例如,假设一个数据块已经达到了网线,当中断控制器接受到这个中断请求信号时,Linux内核只是简单地标志数据到来了,然后让处理器恢复到它以前运行的状态,其余的处理稍后再进行(如把数据移入一个缓冲区,接受数据的进程就可以在缓冲区找到数据)。因此,内核把中断处理分为两部分:上半部(tophalf)和下半部(bottomhalf),上半部(就是中断服务程序)内核立即执行,而下半部(就是一些内核函数)留着稍后处理。
在linux内核中,各个子系统之间有很强的相互关系,某些子系统可能对其他子系统产生的事件比较感兴趣。因此内核引入了notifier机制,当然了notifier机制只能用在内核子系统之间,不能用在内核与应用层之间。比如当系统suspend的时候,就会使用到notifier机制来通知系统的内核线程进行suspend。
Python从0.9.8版就开始支持多线程( thread模块),1.5.1版引入了 threading高级模块,是对thread模块的封装。
Once 官方描述 Once is an object that will perform exactly one action,即 Once 是一个对象,它提供了保证某个动作只被执行一次功能,最典型的场景就是单例模式。
开文首先我要纠正一个网上常见的关于atomic非线程安全的举例:如果线程 A 调了 getter,与此同时线程 B 、线程 C 都调了 setter——那最后线程 A get 到的值,有3种可能:可能是 B、C set 之前原始的值,也可能是 B set 的值,也可能是 C set 的值。同时,最终这个属性的值,可能是 B set 的值,也有可能是 C set 的值。所以atomic可并不能保证对象的线程安全。
因为现代操作系统是多处理器计算的架构,必然更容易遇到多个进程,多个线程访问共享数据的情况,如下图所示:
vfs层文件创建链路 📷 vfs层是在客户端执行创建创建,首先是经过内核的syscall的open调用,最后调用的是具体文件系统实现的的dir->i_op->atomic_open函数,这个函数是具体文件系统定义的。如下是vfs层的简要函数的定制和执行路径。 // 定义了系统调用open SYSCALL_DEFINE3(open, const char __user *, filename, int, flags, umode_t, mode) { return do_sys_open(AT_FDCW
给属性添加atomic 可以保证属性的setter和getter原子性操作,也就是保证setter和getter内部是线程同步的
dubbo-go-v1.4.2/filter/filter_impl/graceful_shutdown_filter.go
本文继续“Linux电源管理(6)_Generic PM之Suspend功能”中有关suspend同步以及PM wakeup的话题。这个话题,是近几年Linux kernel最具争议的话题之一,在国外Linux开发论坛,经常可以看到围绕该话题的辩论。辩论的时间跨度和空间跨度可以持续很长,且无法达成一致。
在iOS开发中,我们常常会用到@property来声明属性,在声明属性的关键字中有一对atomic和nonatomic关键字。
原子操作就是在多线程程序中“最小的且不可并行化的”操作,意味着多个线程访问同一个资源时,有且仅有一个线程能对资源进行操作。通常情况下原子操作可以通过互斥的访问方式来保证,例如Linux下的互斥锁(mutex),Windows下的临界区(Critical Section)等。下面看一个Linux环境使用POSIX标准的pthread库实现多线程下的原子操作:
我们知道,@synchronized是一把互斥锁(互斥锁保证在任何时刻都只能有一个线程访问该对象),它通过大括号来作为加锁、解锁的标识。
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