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
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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,因此内核其实像多进程多线程编程一样也需要一些同步机制来同步各执行单元对共享数据的访问,尤其是在多处理器系统上,更需要一些同步机制来同步不同处理器上的执行单元对共享的数据的访问。在主流的Linux内核中包含了如下这些同步机制包括:
线程同步可以说在日常开发中是用的很多,但对于其内部如何实现的,一般人可能知道的并不多。本篇文章将从如何实现简单的锁开始,介绍linux中的锁实现futex的优点及原理。
在主流的Linux内核中包含了几乎所有现代的操作系统具有的同步机制,这些同步机制包括:原子操作、信号量(sem aphore)、读写信号量(rw_sem aphore)、spinlock、BKL(Big Kernel Lock)、rwlock、brlock(只包含在2.4内核中)、RCU (只包含在2.6内核中)和seqlock(只包含在2.6内核中)
阻塞同步有许多实现方式了:mutex, semaphore. 阻塞同步使用不当就可能造成死锁,活锁,优先级反转。
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网上看了很多的嵌入式学习路线,有的比较片面,有的为了博人眼球东拼西凑,几乎把整个行业用得着用不着的技术都写上去了,没有侧重点,简直是劝退指南,还有的纯粹是打广告卖板子招生。
曾经是某见的教学总监,我带出来的学生也有大几千了,基本都从事linux相关开发工作。现在在各行各业也基本都是翘楚,有的都成公司技术主管,带领几十人上百人团队。
总体而言,Linux操作系统是一个强大、灵活且可定制的操作系统,广泛应用于服务器、嵌入式系统、超级计算机等各种领域。
倪继利著 2005年8月出版 ISBN 7-121-01518-5 900页 88.00元(估价)
进程与线程之间是有区别的,不过linux内核只提供了轻量进程的支持,未实现线程模型。Linux是一种“多进程单线程”的操作系统。Linux本身只有进程的概念,而其所谓的“线程”本质上在内核里仍然是进程。
前言:非常早之前就接触过同步这个概念了,可是一直都非常模糊。没有深入地学习了解过,最近有时间了,就花时间研习了一下《linux内核标准教程》和《深入linux设备驱动程序内核机制》这两本书的相关章节。趁刚看完,就把相关的内容总结一下。
原文地址:牛客网论坛最具争议的Linux内核成神笔记,GitHub已下载量已过百万
第一种方法纵向或者横向来读都可以,因为代码量不是很大。《linux内核完全剖析》《linux内核完全注释》是引导你横向阅读的书,《linux内核设计的艺术》是引导你纵向阅读的书。建议横向纵向结合着来,纵向跟着bochs调试工具来是必不可少的,当遇到问题时进入到相应的功能模块横向拓展一下。
hi,大家好,今天分享一篇内存性能优化的文章,文章用了大量精美的图深入浅出地分析了Linux内核slab性能优化的核心思想,slab是Linux内核小对象内存分配最重要的算法,文章分析了内存分配的各种性能问题(在不同的场景下面),并给出了这些问题的优化方案,这个对我们实现高性能内存池算法,或以后遇到内存性能问题的时候,有一定的启发,值得我们学习。
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。
我在100ASK_IMX6ULL售后群里,发现很多初学者只有单片机基础,甚至没有单片机基础。在学习Linux时,对很多概念比较陌生,导致不知道学什么,也不知道学了之后有什么用。所以我趁着五一假期,编写此文。
| 导语本文主要是讲Linux的调度系统, 由于全部内容太多,分三部分来讲,本篇是中篇(主要讲抢占和时钟),上篇请看(CPU和中断):Linux调度系统全景指南(上篇),调度可以说是操作系统的灵魂,为了让CPU资源利用最大化,Linux设计了一套非常精细的调度系统,对大多数场景都进行了很多优化,系统扩展性强,我们可以根据业务模型和业务场景的特点,有针对性的去进行性能优化,在保证客户网络带宽前提下,隔离客户互相之间的干扰影响,提高CPU利用率,降低单位运算成本,提高市场竞争力。欢迎大家相互交流学习!
本专栏,用于记录我对Linux内核源码的学习,就像STL源码的那个专栏一样,我知道阅读源码对我的意义。 愿者上钩咯,共同进步。
除了原子操作,中断屏蔽,自旋锁以及自旋锁的衍生锁之外,在Linux内核中还存在着一些其他同步互斥的手段。
自旋锁主要用来解决SMP和调度引发的竞态问题,但是普通的自旋锁并不关心临界区在执行什么操作,对读和写都一视同仁,这样就会存在一些弊端!
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、arm64、powerpc、mips等。Linux内核目前已经支持30种左右的体系结构。在arch目录下,存放的是各个平台以及各个平台的芯片对Linux内核进程调度、内存管理、中断等的支持,以及每个具体的SoC和电路板的板级支持代码。
1.如果说文件是unix系统最重要的抽象概念,那么进程仅次于文件。进程是执行中的目标代码:活动的、生存的、运行的程序。
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
实时分为硬实时和软实时,硬实时要求绝对保证响应时间不超过期限,如果超过期限,会造成灾难性的后果,例如汽车在发生碰撞事故时必须快速展开安全气囊;软实时只需尽力使响应时间不超过期限,如果偶尔超过期限,不会造成灾难性的后果.
作为这个系列的第一篇,我先来描述一下slab系统。因为近些天有和同事,朋友讨论过这个主题,而且觉得这个主题还算比较典型,所以就作为第一篇了。其实按照操作系统理论来讲,进程管理应该更加重要些,按照我自己的兴趣来讲,IO管理以及TCP/IP协议栈会更加有分量,关于这些内容,我会陆续给出。
(1)复制的内容不同。strcpy只能复制字符串,而memcpy可以复制任意内容,例如字符数组、整型、结构体、类等。
对于信号量我们并不陌生。信号量在计算机科学中是一个很容易理解的概念。本质上,信号量就是一个简单的整数,对其进行的操作称为PV操作。进入某段临界代码段就会调用相关信号量的P操作;如果信号量的值大于0,该值会减1,进程继续执行。相反,如果信号量的值等于0,该进程就会等待,直到有其它程序释放该信号量。释放信号量的过程就称为V操作,通过增加信号量的值,唤醒正在等待的进程。
Linux操作系统概述 Q1.什么是GNU?Linux与GNU有什么关系? A: 1)GNU是GNU is Not Unix的递归缩写,是自由软件基金会(Free Software Foundation,FSF)的一个项目,该项目已经开发了许多高质量的编程工具,包括emacs编辑器、著名的GNU C和C++编译器(gcc和g++); 2)Linux的开发使用了许多GNU工具,Linux系统上用于实现POSIX.2标准的工具几乎都是由GNU项目开发的;Linux内核、GNU工具以及其它一些自由软件组成
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、 brlock(只包含在2.4内核中
本书基于linux 2.6介绍了linux内核的设计与实现,涵盖了从核心内核系统的应用到内核设计与实现等各方面内容,主要内容包括:进程管理、调度、时间管理和定时器、系统调用接口、内存寻址、内存管理、页缓存、vfs、内核同步、可移植性、调试技术等。此外,本书还讨论了linux 2.6颇具特色的内容,包括cfs调度程序、抢占式内核、块i/o层以及i/o调度程序。 本书详细描述了linux内核的主要子系统和特点,包括其设计、实现和接口,既介绍理论也讨论具体应用,填补了linux内核理论和实践细节之间的鸿沟。能够带领读者快速走进linux内核世界,真正开发内核代码。 如果你是一名linux内核爱好者,本书的内容可以帮助你大显身手。如果你是一名普通程序员,本书的内容将会拓宽你的编程思路。如果你初次接触linux内核,本书则可以帮助你对内核各个核心子系统有一个整体把握。 本版新增内容: ·增加一章专门描述内核数据结构 ·详细描述中断处理程序 ·扩充虚拟内存和内存分配的内容 ·调试linux内核的技巧 ·内核同步和锁机制的深度描述 ·提交内核补丁以及参与linux内核社区的建设性建议
环形缓冲区通常有一个读指针和一个写指针。读指针指向环形缓冲区中可读的数据,写指针指向环形缓冲区中可写的缓冲区。通过移动读指针和写指针就可以实现缓冲区的数据读取和写入。在通常情况下,环形缓冲区的读用户仅仅会影响读指针,而写用户仅仅会影响写指针。如果仅仅有一个读用户和一个写用户,那么不需要添加互斥保护机制就可以保证数据的正确性。如果有多个读写用户访问环形缓冲区,那么必须添加互斥保护机制来确保多个用户互斥访问环形缓冲区。
哈喽,我是子牙。十余年技术生涯,一路披荆斩棘从技术小白到技术总监到JVM专家到创业。技术栈如汇编、C语言、C++、Windows内核、Linux内核。特别喜欢研究虚拟机底层实现,对JVM有深入研究。分享的文章偏硬核,很硬的那种。
多任务系统中, 内核负责管理各个任务, 或者说为每个任务分配CPU时间, 并且负责任务之间的通讯.
腾讯面经: 腾讯提前批一面面经(OMG腾讯视频部门): 1.自我介绍 介绍完了就从我简历第一条一直往下问 2.说一下c/c++源文件如何从代码变成可执行程序的(程序的编译链接) 3.常用的数据结构有哪些? 4.数据结构排序和查找算法你知道的有哪些?各个的时间复杂度和空间复杂度? 5.快速排序的实现? 6.快速排序非递归如何实现? 7.快速排序是稳定的吗?排序的稳定性是如何定义的? 8. C++的STL中的vector说一下 9. vector初始化10个大小,之后pu
进程(Process)是计算机进行系统分配和调度的基本单位,为使程序能并发执行,且为了对并发执行的程序加以描述和控制,人们引入了“进程”的概念。而实现进程并发和调度的关键是进程控制块-PCB(Process Control Block),那PCB是什么呢,而其工作原理是什么样的呢?
由于各个进程之间独享一块用户地址空间,一般而言这块独立的用户地址空间不能互相访问,所以进程之间想要通信必须通过内核空间(每个进程共享)。
所谓惊群现象,简单的来说就是当多个进程或线程在同时阻塞等待同一个事件时,如果该事件发生,会唤醒在等待的所有的进程/线程,但最终只可能有一个进程/线程对该事件进行处理,其他进程/线程会在失败后重新休眠,唤醒多个进程/线程这种不必要的行为会造成系统资源的浪费(涉及到进程的上下文切换)。而常见的惊群问题有accept惊群、epoll惊群。
NVMe SSD具有高性能、低时延等优点,是目前存储行业的研究热点之一,但在光鲜的性能下也同样存在一些没有广为人知的问题,而这些问题其实对于一个生产系统而言至关重要,例如:
Redis是单线程,主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的,这也是Redis对外提供键值存储服务的主要流程。但Redis的其他功能,比如持久化、异步删除、集群数据同步等,其实是由额外的线程执行的。
每一种技术的出现必然是因为某种需求。正因为人的本性是贪婪的,所以科技的创新才能日新月异。
Bionic库是Android的基础库之一,也是连接Android系统和Linux系统内核的桥梁,Bionic中包含了很多基本的功能模块,这些功能模块基本上都是源于Linux,但是就像青出于蓝而胜于蓝,它和Linux还是有一些不一样的的地方。同时,为了更好的服务Android,Bionic中也增加了一些新的模块,由于本次的主题是Androdi的跨进程通信,所以了解Bionic对我们更好的学习Android的跨进行通信还是很有帮助的。
例如,用户运行自己的程序,系统就创建一个进程,并为它分配资源,包括各种表格、内存空间、磁盘空间、I/O设备等。
我们通常说的Redis单线程,主要是指:Redis 6.0 之前版本的 网络I/O 和 键值对读写 是由一个线程来完成的。
在Linux中,做什么都有相应命令。一般就在bin或者sbin目录下,数量繁多。如果你事先不知道该用哪个命令,很难通过枚举的方式找到。因此,在这样没有统一入口的情况下,就需要你对最基本的命令有所掌握。
用户空间(User Space) :用户空间又包括用户的应用程序(User Applications)、C 库(C Library) 。
所有的电子产品,所用技术都可以认为要么是单片机,要么是Linux;GUI方面主要是QT/Android,它们都是运行于Linux之上的。
实时系统要求对事件的响应时间不能超过规定的期限,响应时间是指从某个事件发生到负责处理这个事件的进程处理完成的时间间隔,最大响应时间应该是确定的、可以预测的。
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