具有等待事件可中断超时的Linux内核线程 - 腾讯云开发者社区

，那我们看下 Linux 内核中是怎么体现上面内存布局的。...二、线程栈从 Linux 内核的角度来说，其实它并没有线程的概念。Linux 把所有线程都当做进程来实现，它将线程和进程不加区分的统一到了 task_struct 中。...线程仅仅被视为一个与其他进程共享某些资源的进程，而是否共享地址空间几乎是进程和 Linux 中所谓线程的唯一区别。...中断也是如此，当系统收到中断事件后，进行中断处理的时候，也需要中断栈来支持函数调用。由于系统中断的时候，系统当然是处于内核态的，所以中断栈是可以和内核栈共享的。...而 ARM 上中断栈和内核栈则是共享的；中断栈和内核栈共享有一个负面因素，如果中断发生嵌套，可能会造成栈溢出，从而可能会破坏到内核栈的一些重要数据，所以栈空间有时候难免会捉襟见肘。

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Linux 中的各种栈：进程栈线程栈内核栈中断栈

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EPOLL原理详解

.触发CPU中断，中断程序摘除TCP头通过socket五要素(源IP/PORT、目的IP/PORT、协议)找到对应的socket文件，并把原始二进制数据报copy到socket接收缓冲区； 4.中断程序唤醒被阻塞的内核线程...； 5.内核线程切换到用户线程把数据从socket接口缓冲区copy到应用内存；二、中断处理流程中断处理.png I/O发出的信号的异常代码，拿到异常代码之后，CPU就会触发异常处理的流程。...也就是说整个过程中，内核态等待数据，处理协议栈是个相对很慢的过程。这么长的时间里，用户态的进程是无事可做的，因此用到了“阻塞（挂起）”。...四、工作队列和等待队列工作队列和等待队列.png 工作队列：为了方便时间片的调度，所有“可运行状态”状态的进程组成的队列； fd文件列表：内核打开的文件句柄，Linux一切皆文件，用户线程执行创建...sock2有数据到来时，中断处理程序先把sock2 放入就绪队列中，然后唤醒等待队列中的线程A，这时线程A 被重新加入工作队列中，等到CPU时间片轮询到线程A时，遍历就绪队列中的socket进行处理。

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从内核接收数据到EPOLL原理

5.内核线程切换到用户线程把数据从socket接口缓冲区copy到应用内存；二、中断处理流程中断处理.png I/O发出的信号的异常代码，拿到异常代码之后，CPU就会触发异常处理的流程。...也就是说整个过程中，内核态等待数据，处理协议栈是个相对很慢的过程。这么长的时间里，用户态的进程是无事可做的，因此用到了“阻塞（挂起）”。...四、工作队列和等待队列工作队列和等待队列.png 工作队列：为了方便时间片的调度，所有“可运行状态”状态的进程组成的队列； fd文件列表：内核打开的文件句柄，Linux一切皆文件，用户线程执行创建...：当某个socket有事件发生时，中断处理程序就会把该socket加入到就绪队列，同时唤醒eventpoll 阻塞队列中的线程，此时线程只需要遍历就绪队列就可以知道哪个socket有事件发生，例如：图中...sock2有数据到来时，中断处理程序先把sock2 放入就绪队列中，然后唤醒等待队列中的线程A，这时线程A 被重新加入工作队列中，等到CPU时间片轮询到线程A时，遍历就绪队列中的socket进行处理。

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Linux内核设备驱动之内核的时间管理笔记整理

/****************** * linux内核的时间管理 ******************/ (1)内核中的时间概念时间管理在linux内核中占有非常重要的作用。...要区分： *绝对时间和相对时间 *周期性产生的事件和推迟执行的事件周期性事件是由系统系统定时器驱动的 (2)HZ值内核必须在硬件定时器的帮助下才能计算和管理时间。...如果超时到期，则返回0，如果进程被其他事件唤醒，则返回剩余的时间数。...如果条件满足，则被唤醒的进程真正醒来；如果条件不满足，则进程继续睡眠。 d.唤醒函数当我们的进程睡眠后，需要由其他的某个执行线程(可能是另一个进程或中断处理例程)唤醒。...而wake_up_interruptible唤醒那些执行可中断休眠的进程。

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一文搞懂 | Linux 中的各种栈（进程栈线程栈内核栈中断栈）

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一文读懂 | Linux 中的各种栈：进程栈线程栈内核栈中断栈

二、线程栈从 Linux 内核的角度来说，其实它并没有线程的概念。Linux 把所有线程都当做进程来实现，它将线程和进程不加区分的统一到了 task_struct 中。...线程仅仅被视为一个与其他进程共享某些资源的进程，而是否共享地址空间几乎是进程和 Linux 中所谓线程的唯一区别。...中断也是如此，当系统收到中断事件后，进行中断处理的时候，也需要中断栈来支持函数调用。由于系统中断的时候，系统当然是处于内核态的，所以中断栈是可以和内核栈共享的。...假设第一个进程 A 陷入内核态执行的时候，需要等待读取网卡的数据，主动调用 schedule() 让出 CPU；此时调度器唤醒了另一个进程 B，碰巧进程 B 也需要系统调用进入内核态。...因此虽然线程和进程共享一个地址空间 mm_struct，但是并不共享一个内核栈。 4. 为什么需要单独中断栈？这个问题其实不对，ARM 架构就没有独立的中断栈。

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韦东山：Linux驱动基石之POLL机制

④ 妈妈在客厅干活，小孩醒了他会自己走出房门告诉妈妈：异步通知妈妈、小孩互不耽误使用休眠-唤醒的方式等待某个事件发生时，有一个缺点：等待的时间可能很久。...； ④ 当有数据时，比如当按下按键时，驱动程序的中断服务程序被调用，它会记录数据、唤醒APP； ⑤ 当超时时间到了之后，内核也会唤醒APP； ⑥ APP根据poll函数的返回值就可以知道是否有数据...假设一开始无按键数据： ③ APP调用poll之后，进入内核态； ④ 导致驱动程序的drv_poll被调用：注意，drv_poll要把自己这个线程挂入等待队列wq中；假设不放入队列里，那以后发生中断时...中把它唤醒，超时时间到了内核把它唤醒 ⑤ APP要判断poll返回的原因：有数据，还是超时。...POLL机制的内核代码详解 Linux APP系统调用，基本都可以在它的名字前加上“sys_”前缀，这就是它在内核中对应的函数。

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Linux内核时钟系统和定时器实现

在上面工作方式下，Linux 2.6.16 之前，内核软件定时器采用timer wheel多级时间轮的实现机制，维护操作系统的所有定时事件。timer wheel的触发是基于系统tick周期性中断。...；高精度时钟定时器不在依赖系统的tick中断，而是基于事件触发。...可以支持ns级别； Timer wheel与内核其他模块的高耦合性；新内核的hrtimer的触发和设置不像之前在定期的tick中断中进行，而是动态调整的，即基于事件触发，hrtimer的工作原理：通过将高精度时钟硬件的下次中断触发时间设置为红黑树中最早到期的...前面可以知道，hrtimer是基于事件的，不会周期性出发tick中断，所以为了实现周期性的tick中断(dynamic tick)：系统创建了一个模拟 tick 时钟的特殊 hrtimer，将其超时时间设置为一个...内核定时器timer wheel提供的内核态调用接口为:可参考 add_timer() del_timer() init_timer() 在Linux 2.6.16 以来，itimer不再采用基于timer

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【RT-Thread笔记】内核基础

即在系统中除了中断处理函数、调度器上锁部分的代码和禁止中断的代码是不可抢占的之外，系统的其他部分都是可以抢占的，包括线程调度器自身。...0 优先级代表最高优先级，最低优先级留给空闲线程使用；同时它也支持创建多个具有相同优先级的线程，相同优先级的线程间采用时间片的轮转调度算法进行调度，使每个线程运行相应时间；另外调度器在寻找那些处于就绪状态的具有最高优先级的线程时...线程通过对事件的发送与接收进行同步；事件集支持多事件的或触发和与触发，适合于线程等待多个事件的情况。线程间通信 RT-Thread 支持邮箱和消息队列等通信机制。...邮箱中一封邮件的长度固定为 4 字节大小；消息队列能够接收不固定长度的消息，并把消息缓存在自己的内存空间中。邮箱效率较消息队列更为高效。邮箱和消息队列的发送动作可安全用于中断服务例程中。...当静态内存池具有可用内存时，系统对内存块分配的时间将是恒定的；当静态内存池为空时，系统将申请内存块的线程挂起或阻塞掉 (即线程等待一段时间后仍未获得内存块就放弃申请并返回，或者立刻返回。

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Linux实时补丁即将合并进Linux 5.3

3．自旋锁（spinlock）自旋锁是在可抢占内核和SMP情况下对共享资源的一种同步机制，一般地一个任务对共享资源的访问是非常短暂的，如果两个任务竞争一个共享的资源时，没有得到资源的任务将自旋以等待另一个任务使用完该共享资源...5．中断总是最高优先级的在Linux中，中断（包括软中断）是最高优先级的，不论在任何时刻，只要产生中断事件，内核将立即执行相应的中断处理函数以及软中断，等到所有挂起的中断和软中断处理完毕有才执行正常的任务...6．调度算法和调度点即使内核是可抢占的，也不是在任何地方可以发生调度，例如在中断上下文，一个中断处理函数可能唤醒了某一高优先级进程，但是该进程并不能立即运行，因为在中断上下文不能发生调度，中断处理完了之后内核还要执行挂起的软中断...二、中断线程化中断线程化是实现Linux实时性的一个重要步骤，在Linux标准内核中，中断是最高优先级的执行单元，不管内核当时处理什么，只要有中断事件，系统将立即响应该事件并执行相应的中断处理代码，除非当时中断关闭...标准linux内核就是这么做的，中断线程化之后，中断失效就没有必要，因为遇到这种状况后，中断线程将挂在等待队列上并放弃CPU让别的线程或进程来运行。

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Linux 在自动驾驶中可靠吗

目前Linux内核主线不支持软实时，而是RT patch+Linux内核主线的版本来生成相应的实时内核源代码。自动驾驶中实时性需求我们知道在自动驾驶中，需要对突发事件进行及时的响应。...从某个事件发生到负责处理这个事件的线程开始执行，过程如下， Sensor（Camera/lidar) 提供航道相关的视图。自动驾驶系统进行视角融合。得到航道的相关信息。如障碍物是什么？...RT PATCH + Linux 为了RT 线程能实时的抢占从而保证系统的实时性，RT patch 主要做了如下工作，中断线程化，内核中处理中断下半段的函数，几乎都使用内核线程执行中断处理函数。...中断线程化中断线程化是使用内核线程执行中断处理函数，内核线程的名称是“irq/-”（是Linux中断号，是设备名称），调度策略是SCHED_FIFO...在实时内核中，软中断由软中断线程执行，或者在进程开启软中断的时候执行。中断处理程序的后半部分唤醒当前处理器上的软中断线程.

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开发应该知道的Linux系统分析-CPU篇

谁在消耗CPU 系统调度器会调度两件事情:线程和中断这两者消耗CPU,消耗CPU是有优先级区别的:[1] 中断设备通知内核处理完成，[2] 内核态进程，[3] 用户态进程。...主要由IO设备所产生,如键盘的一次按键，网卡接收报文等等IO设备所发出的IRQ(Interrupt ReQuest)请求叫做中断请求（可屏蔽中断）每个能够发出中断的IO设备都有一个IRQ输出线(部分高级千兆网卡...软中断例如:NET_TX_SOFTIRQ 把数据包传送到网卡NET_RX_SOFTIRQ 从网卡接收数据包每个CPU都有自己的ksoftirqd/n（n为CPU的逻辑号码）每个ksoftirqd/n内核线程都运行...;每个进程都会分配到一定的CPU时间一旦超时就会被高优先级的抢占掉(比如硬件中断)被扔回队列,这就是所谓的上下文切换每次上下文切换,线程所需要的资源就从CPU寄存器移除转移到队列里面系统除了第一个进程是...CPU Utilization 对Linux系统,CPU的系统指标主要有八个：用户态（user）、低优先态（nice）、系统态（sys）、空闲态（idle）、磁盘I/O等待态（iowait）、硬中断态

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聊聊运维应该了解的一些内核知识

同时还避免了微内核设计上的性能损失。可见Linux的设计哲学是实用主义优先。再解释下什么是内核抢占，抢占指的是内核具有允许在内核运行的任务优先执行的能力，大部分Unix系统是不支持这个能力的。...第二 task_interruptible 可中断，或者被阻塞，等待某些条件，一旦达到条件就被唤醒，然后进入运行状态。...第五个概念，死锁死锁的产生需要一定条件，要有一个或多个执行线程和一个或者多个资源，每个线程都在等待其中的一个资源，但所有的资源都被占用了。...所有线程都在等待，但他们永远不会释放已经占有的资源，于是所有线程都无法继续，这便意味着死锁的发生。如何防止死锁的发生，也是程序设计的时候要考虑的问题。...尽快Linux内核是单块内核的操作系统，但是整个内核是模块化的，允许在运行时动态的插入或者删除代码，即所谓的可装载内核模块。

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Linux内核24-内核同步理解

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。...但是抢占式内核和非抢占式的区别就在于对于异步事件的响应方式不同-比如，抢占式内核的中断处理程序可以唤醒更高优先级的进程，而非抢占式内核不会。我们称这类进程切换为强迫性的进程切换。...如果内核是可抢占式的，就会发生进程A到进程B的替换。异常处理程序还没有执行完，只有当调度器再一次选择进程A执行的时候才会继续。...内核控制路径的交错执行给内核开发者带来很大的麻烦：必须小心地在异常处理程序、中断处理程序、可延时处理函数和内核线程中确定临界区。...或所有CPU 自旋锁忙等待所有CPU 信号量阻塞等待（休眠）所有CPU Seqlock 根据计数器进行加锁所有CPU 中断禁止禁止响应中断本地CPU 软中断禁止禁止处理可延时函数本地CPU

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你真的懂Linux内核中的阻塞和异步通知机制吗？（花了五天整理，墙裂推荐！）

等待队列是内核中一个重要的数据结构。...定义并初始化一个等待队列项 DECLARE_WAITQUEUE(name, tsk) name就是等待队列项的名字，tsk表示这个等待队列项属于哪个任务进程，一般设置为current，在 Linux内核中...events是要监视的事件，可监视的事件类型如下所示 POLLIN //有数据可以读取。 POLLPRI //有紧急的数据需要读取。...，有Linux内核设置具体的返回事件。...阻塞I/O意味着一直等待设备可访问后再访问，非阻塞I/O中使用poll（）意味着查询设备是否可访问，而异步通知则意味着设备通知用户自身可访问，之后用户再进行I/O处理。

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进程管理及相关概念

，如：wakeup；中断中断（Interrupt）是指处理器接收到来自硬件或软件的信号，提示发生了某个事件，应该被注意，这种情况就称为中断。...所以，“中断上下文”就可以理解为硬件传递过来的这些参数和内核需要保存的一些被中断的进程的环境。在现代操作系统中，CPU都具有不同的操作模式，它们代表不同的级别，对系统资源具有不同的访问权限。...死锁情况，每个哲学家都拿着左手的筷子，永远都在等右边的筷子（或者相反）；资源耗尽情况，增加超时机制，规定当哲学家等待另一只筷子超过五分钟后就放下自己手里的那一只筷子，并且再等五分钟后进行下一次尝试。...LWP 可通过系统调用来获得内核提供的服务，这样，当一个用户级线程运行时，只要将它连接到一个LWP上，此时它便具有了内核支持线程的所有属性。这种线程实现方式就是组合方式。...AD%E6%96%AD%E5%86%85%E5%B9%95/ 《中断——维基百科》《深入理解Linux内核》 http://www.kerneltravel.net/journal/vi/syn.htm

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进程控制块PCB结构 task_struct 描述

Linux 中处于等待状态的进程分为两种：可中断的等待状态和不可中断的等待状态。...处于可中断等待态的进程可以被信号唤醒，如果收到信号，该进程就从等待状态进入可运行状态，并且加入到运行队列中，等待被调度；而处于不可中断等待态的进程是因为硬件环境不能满足而等待，例如等待特定的系统资源，它任何情况下都不能被打断...因为内核线程没有自己的地址空间，为了让内核线程与普通进程具有统一的上下文切换方式，当内核线程进行上下文切换时，让切换进来的线程的active_mm 指向刚被调度出去的进程的mm_struct。...6、等待队列进程必须经常等待某些事件的发生，例如，等待一个磁盘操作的终止，等待释放系统资源或等待时间走过固定的间隔。...等待队列实现在事件上的条件等待，也就是说，希望等待特定事件的进程把自己放进合适的等待队列，并放弃控制权。因此，等待队列表示一组睡眠的进程，当某一条件变为真时，由内核唤醒它们。

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Linux面试专题

自旋锁最多只能被一个可执行线程持有,如果一个执行线程试图请求一个已被争用(已经被持有)的自旋锁,那么这个线程就会一直进行忙循环——旋转——等待锁重新可用。...要是锁未被争用,请求它的执行线程便能立刻得到它并且继续进行。自旋锁可以在任何时刻防止多于一个的执行线程同时进入临界区。 Linux 中的信号量是一种睡眠锁。...16) 模块程序能否使用可链接的库函数? 模块程序运行在内核空间,不能链接库函数。 17) TLB 中缓存的是什么内容?...靠软件中断实现的,首先,用户程序为系统调用设置参数,其中一个编号是系统调用编号,参数设置完成后,程序执行系统调用指令,x86上的软中断是有int产生的,这个指令会导致一个异常,产生一个事件,这个事件会导致处理器跳转到内核态并跳转到一个新的地址...所以软中断必须设计成可重入的函数,因此也需要自旋锁来保护其数据结构。 2.工作队列中的函数处在进程上下文中,它可以睡眠,也能被阻塞,能够在不同的进程间切换。已完成不同的工作。

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实时Linux内核的实现

1.影响实时性的因素从某个事件发生到负责处理这个事件的进程开始执行，过程如下。 (1)硬件检测到某个事件，发送中断请求信号给中断控制器。 (2)中断控制器把中断请求分发给某个处理器。...(3)处理器响应中断请求，执行中断处理程序。 (4)中断处理程序唤醒负责处理这个事件的实时进程。 (5)进程调度器调度进程，选中负责处理这个事件的实时进程。 (6)实时进程开始执行，处理事件。...(6)需要申请的锁（包括互斥锁、伤害/等待互斥锁和读写信号量）被优先级低的进程持有，导致优先级高的进程等待优先级低的进程，发生优先级反转。对应的解决方法如下。 (1)软中断全部由软中断线程执行。...(2)如果软中断全部由软中断线程执行，那么原来禁止软中断的临界区可以变成可抢占的，和软中断线程使用本地锁互斥。...4.中断线程化中断线程化是使用内核线程执行中断处理函数，内核线程的名称是“irq/-”（是Linux中断号，是设备名称），调度策略是SCHED_FIFO

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