futex基础问答

作者:OPPO内核团队 发布于:2022-10-9 7:20 分类:内核同步机制

futex是Fast Userspace muTEX的缩写,该机制是由Rusty Russell、Hubertus Franke和Mathew Kirkwood在2.5.7版本的内核中引入,虽然名字中有互斥锁(mutex)的含义,但实际它是一种用于用户空间应用程序的通用同步工具(基于futex可以在userspace实现互斥锁、读写锁、condition variable等同步机制)。

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标签: futex

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Linux内核同步机制之(九):Queued spinlock

作者:OPPO内核团队 发布于:2022-6-29 6:33 分类:内核同步机制

本站之前已经有了一篇关于spinlock的文档,在之前的文章中有对自旋锁进行简单的介绍,同时给出了API汇整和应用场景。不过该文章中的自旋锁描述是基于比较老的内核版本,那时候的自旋锁还是ticket base锁,而目前最新内核中的自旋锁已经进化成queued spinlock,因此需要一篇新的自旋锁文档来跟上时代。此外,本文将不再描述基本的API和应用场景,主要的篇幅将集中在具体的自旋锁实现上。顺便说一句,同时准备一份linux5.10源码是打开本文的正确方式。

由于自旋锁可以在各种上下文中使用,因此本文中的thread是执行线索的意思,表示进程上下文、hardirq上下文、softirq上下文等多种执行线索,而不是调度器中线程的意思。

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标签: spinlock queued

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Linux内核同步机制之(八):mutex

作者:OPPO内核团队 发布于:2022-5-10 5:55 分类:内核同步机制

在linux内核中,互斥量(mutex,即mutual exclusion)是一种保证串行化的睡眠锁机制。和spinlock的语义类似,都是允许一个执行线索进入临界区,不同的是当无法获得锁的时候,spinlock原地自旋,而mutex则是选择挂起当前线程,进入阻塞状态。本文代码来自Linux 5.10.61,文章中的代码片段有删减,阅读本文时可以参考源代码。

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标签: mutex

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RCU(2)- 使用方法

作者:沙漠之狐 发布于:2019-5-24 19:36 分类:内核同步机制

本文介绍RCU的使用方法。

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标签: 无锁编程

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RCU(1)- 概述

作者:沙漠之狐 发布于:2019-5-24 19:30 分类:内核同步机制

本文介绍RCU。

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标签: 无锁编程

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Linux内核的自旋锁

作者:沙漠之狐 发布于:2019-5-17 19:11 分类:内核同步机制

自旋锁用于处理器之间的互斥,适合保护很短的临界区,并且不允许在临界区睡眠。申请自旋锁的时候,如果自旋锁被其他处理器占有,本处理器自旋等待(也称为忙等待)。

进程、软中断和硬中断都可以使用自旋锁。

自旋锁的实现经历了3个阶段:

(1)     最早的自旋锁是无序竞争的,不保证先申请的进程先获得锁。

(2)     2个阶段是入场券自旋锁,进程按照申请锁的顺序排队,先申请的进程先获得锁。

(3)     3个阶段是MCS自旋锁。入场券自旋锁存在性能问题:所有申请锁的处理器在同一个变量上自旋等待,缓存同步的开销大,不适合处理器很多的系统。MCS自旋锁的策略是为每个处理器创建一个变量副本,每个处理器在自己的本地变量上自旋等待,解决了性能问题。

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标签: Linux 自旋锁

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编译乱序(Compiler Reordering)

作者:smcdef 发布于:2019-1-23 22:59 分类:内核同步机制

编译乱序(Compiler Reordering)

编译器(compiler)的工作就是优化我们的代码以提高性能。这包括在不改变程序行为的情况下重新排列指令。因为compiler不知道什么样的代码需要线程安全(thread-safe),所以compiler假设我们的代码都是单线程执行(single-threaded),并且进行指令重排优化并保证是单线程安全的。因此,当你不需要compiler重新排序指令的时候,你需要显式告诉compiler,我不需要重排。否则,它可不会听你的。本篇文章中,我们一起探究compiler关于指令重排的优化规则。

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标签: barrier

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Linux中常见同步机制设计原理

作者:smcdef 发布于:2018-6-9 16:19 分类:内核同步机制

引言

今天谈谈linux中常见并发访问的保护机制设计原理。为什么要写这篇文章呢?其实想帮助自己及读者更深入的了解背后的原理(据可靠消息,锁的实现经常出现在笔试环节。既可以考察面试者对锁的原理的理解,又可以考察面试者编程技能)。我们抛开linux中汇编代码。用C语言为大家呈现背后实现的原理。同时,文章中的代码都没有考虑并发情况(例如某些操作需要原子性,或者数据需要保护等)。

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标签: spin lock mutex rw_lock

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Perf book 9.3章节翻译(下)

作者:linuxer 发布于:2016-2-26 19:36 分类:内核同步机制

本文主要是对perfbook 9.3章节的翻译的下半部分,督促自己学习,也顺便分享给大家。

本文的英文原文来自perfbook-1c.2015.01.31a.pdf ,为了读者方便,我也嵌入到了文档中,任何问题,欢迎探讨。

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标签: RCU perfbook

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Perf book 9.3章节翻译(上)

作者:linuxer 发布于:2016-2-18 19:07 分类:内核同步机制

本文主要是对perfbook 9.3章节的翻译,督促自己学习,也顺便分享给大家。

本文的英文原文来自perfbook-1c.2015.01.31a.pdf ,为了读者方便,我也嵌入到了文档中,任何问题,欢迎探讨。

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标签: RCU perfbook

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