在Linux设备驱动中，我们必须要解决的一个问题是：多个进程对共享资源的并发访问，并发的访问会导致竞态。 1、并发和竞态 并发（Concurrency）：指的是多个执行单元同时、并行的被执行。...临界区需要以某种互斥机制加以保护。 常见的互斥机制包括：中断屏蔽，原子操作，自旋锁，信号量，互斥体等。...4、总结 由上文可知，为了解决 并发导致的竞态问题 高性能的编译器编译乱序问题 高性能的CPU带来的执行乱序问题 CPU和ARM处理器提供的内存屏障指令等，这也是内核锁存在的意义。
正由于同一进程内的所有线程共享相同的内存，所以线程之间同步信息很方便，不需要使用IPC机制。...else printf("Returned value %d - ", (int)retval); } pthread_exit(NULL); } 三，锁机制...互斥锁的用法：在访问共享资源前对资源加锁，访问完成后对资源解锁。 一个线程对共享资源加互斥锁以后，其他试图对共享资源加互斥锁的线程就会阻塞，直到当前资源的锁被释放。...自旋锁和互斥锁的区别是，自旋锁机制在获得锁之前会一直忙等，而不会让线程因为阻塞而休眠。...，互斥锁提供互斥机制，条件变量提供信号机制。
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，写的时候是排他锁 信号量 – 类似于Semaphore(PV操作 down up操作 占有和释放） 重量级锁，线程会进入wait，适合长时间持有的锁情况 读...（A发出信号给B，B等待在完成变量上） 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）： –
如果内核控制路径发现自旋锁空闲，则申请加锁然后执行。相反，如果发现锁已经被其它CPU上的内核控制路径占用，它就会一直自旋，就是在循环查看锁是否已经释放，直到该锁被释放。...自旋锁的自旋过程就是一个忙等待的过程。也就是说，正在等待的内核控制路径正在浪费时间，因为什么也不干。...但是，大部分的内核资源加锁的时间可能仅为毫秒的几分之一，因此，释放CPU使用权再获取可能比一直等待更消耗时间。所以，自旋锁使用的场合就是，内核资源的占用时间一般比较短，且是多核系统的时候。...2 自旋锁结构实现 Linux内核系统中，自旋锁spinlock_t的实现主要使用了raw_spinlock_t结构，这个结构的实现，参考下面的代码： typedef struct raw_spinlock...raw_lock 表示自旋锁的状态，依赖于具体的架构实现。 break_lock 标志着进程正在忙等待锁（仅当内核同时支持SMP和内核抢占时才会出现）。 接下来，我们分析加锁的流程。
自旋锁：如果内核配置为SMP系统，自旋锁就按SMP系统上的要求来实现真正的自旋等待，但是对于UP系统，自旋锁仅做抢占和中断操作，没有实现真正的“自旋”。...在Linux内核中，自旋锁通常用于包含内核数据结构的操作，你可以看到在许多内核数据结构中都嵌入有spinlock，这些大部分就是用于保证它自身被操作的原子性，在操作这样的结构体时都经历这样的过程：上锁-...如果内核控制路径发现自旋锁“开着”（可以获取），就获取锁并继续自己的执行。...相反，如果内核控制路径发现锁由运行在另一个CPU上的内核控制路径“锁着”，就在原地“旋转”，反复执行一条紧凑的循环检测指令，直到锁被释放。...不过，自旋锁通常非常方便，因为很多内核资源只锁1毫秒的时间片段，所以等待自旋锁的释放不会消耗太多CPU的时间。
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。...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。...()释放自旋锁。...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。...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。在一些典型的例子中，驱动程序的内部工作是在内核线程中使用while(1)循环中实现的。
\ .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(name.lock), \ } 可以看到IDR只是把各个数据值为零，原子锁初始化下
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。...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...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。
1 读/写自旋锁概念 自旋锁解决了多核系统在内核抢占模式下的数据共享问题。但是，这样的自旋锁一次只能一个内核控制路径使用，这严重影响了系统的并发性能。...为此，Linux内核提出了读/写自旋锁的概念。也就是说，没有内核控制路径修改共享数据的时候，多个内核控制路径可以同时读取它。...如果有内核控制路径想要修改这个数据结构，它就请求读/写自旋锁的写自旋锁，独占访问这个资源。这大大提高了系统的并发性能。...（2）调用sev指令，唤醒正在执行WFE指令的内核控制路径。...通过上面的分析可以看出，读写自旋锁使用bit31表示写自旋锁，bit30-0表示读自旋锁，对于读自旋锁而言，绰绰有余了。
#include 1....EXPORT_SYMBOL(函数名/变量的地址) //把函数/或者变量的地址导出到内核的符号表中 EXPORT_SYMBOL_GPL(函数名) /////////// /proc/kallsyms 查看当前系统的符号表
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。...this_rq->max_idle_balance_cost) this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost; } 其它需要用到SMP负载均衡模型的时机 内核运行中
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...返回值:成功返回0，失败返回-1 注意：给资源加锁的时候等价于信号量“减1”，释放锁的时候等价于信号量“加1”，所以是先执行sem_wait, 后执行sem_post。...pthread_create(&smk_1, 0, smoker, 1); pthread_create(&smk_2, 0, smoker, 2); while(1); } Linux
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。...(1)获得idr 要在代码中使用idr，首先要包括。...内核在分配ID号时，会从start_id开始。...这些函数都定义在中 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/
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。...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。...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
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？...MMC_CAP_NEEDS_POLL) mmc_schedule_delayed_work(&host->detect, HZ); } 看到最后两行，判断host的能力，如果设置了MMC_CAP_NEEDS_POLL，也就是轮询机制...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。
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。...换句话说，在用户态的自旋失败时，能不能让进程挂起，由持有锁的线程释放锁时将其唤醒？...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。
【深入理解Linux内核锁】三、原子操作 1、原子操作思想 原子操作（atomic operation），不可分割的操作。...同时，Linux内核提供了两类原子操作的接口，分别是针对位和整型变量的原子操作。...内核源码4.19，刚看是看的时候，有点摸不着头脑，因为定义的地方和引用的地方较多，不太容易找到，后来才慢慢得窥门径。...:( 原来内核通过各种宏定义将其操作全部管理起来，宏定义在内核中的使用也是非常广泛了。...内核锁的原子操作，原子操作分为两种：整型变量的原子操作和位原子操作。
【Linux内核锁】二、中断屏蔽 1、中断屏蔽思想 中断屏蔽，正如其名，屏蔽掉CPU的中断响应功能，解决并发引起的竞态问题。 在进入临界区前屏蔽中断，这么做有什么好处，以及有什么弊端？...弊端在于： Linux内核中，除了系统进程调度依赖中断，还有一些异步I/O等众多操作都依赖中断，因此长时间屏蔽中断是很危险的，会对系统造成严重影响，因此也要求临界区代码要简短。...因此，并不能解决SMP多CPU引发的竞态 因此，单独使用中断屏蔽通常不是一种值得推荐的避免竞态的方法 2、Linux内核中断屏蔽的实现 2.1 Linux内核提供的API接口 关于中断屏蔽，Linux内核所提供的接口如下...相关实现：同上 关于local_bh_disable和local_bh_enable两个接口，涉及到中断底半部机制，内容较为复杂，放在后面单独拆解！...3、总结 该篇文章，主要了解以下几点： 中断屏蔽的思想 中断屏蔽的好处与不足 Linux内核提供的中断屏蔽接口 中断屏蔽的基本汇编实现
，锁的销毁，上锁和释放锁操作。...获取写锁和释放锁的操作....然则没有划定，若是有writer在期待写锁，该若何？ 还好，Linux有pthread_rwlockattr_setkind_np这个函数。...3 自旋锁 自旋锁是SMP架构中的一种low-level的同步机制。 当线程A想要获取一把自旋锁而该锁又被其它线程锁持有时，线程A会在一个循环中自旋以检测锁是不是已经可用了。...（在内核编程中，如果持有自旋锁的代码sleep了就可能导致整个系统挂起） Pthreads提供的与Spin Lock锁操作相关的API主要有： intpthread_spin_destroy(pthread_spinlock_t
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...---- 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 , 这种内核优点是 效率高 , 性能强 ; 下图中 , 最上层是...进行通信 , 微内核优点 : 稳定性好 , 实时性好 ; 微内核缺点 : 高度模块化 , 模块之间只能通过消息传递信息 , 效率低 ; 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
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