内核同步机制 - 蜗窝科技

Linux内核同步机制之（六）：Seqlock

作者：linuxer 发布于：2015-9-9 11:55 分类：内核同步机制

普通的spin lock对待reader和writer是一视同仁，RW spin lock给reader赋予了更高的优先级，那么有没有让writer优先的锁的机制呢？答案就是seqlock。本文主要描述linux kernel 4.0中的seqlock的机制，首先是seqlock的工作原理，如果想浅尝辄止，那么了解了概念性的东东就OK了，也就是第二章了，当然，我还是推荐普通的驱动工程师了解seqlock的API，第三章给出了一个简单的例子，了解了这些，在驱动中（或者在其他内核模块）使用seqlock就可以易如反掌了。细节是魔鬼，概念性的东西需要天才的思考，不是说就代码实现的细节就无足轻重，如果想进入seqlock的内心世界，推荐阅读第四章seqlock 的代码实现，这一章和cpu体系结构相关的内容我们选择了ARM64（呵呵～～要跟上时代的步伐）。最后一章是参考资料，如果觉得本文描述不清楚，可以参考这些经典文献，在无数不眠之夜，她们给我心灵的慰籍，也愿能够给读者带来快乐。

阅读全文>>

标签: Seqlock

评论(34) 浏览(24747)

Linux内核同步机制之（五）：Read/Write spin lock

作者：linuxer 发布于：2015-5-22 18:38 分类：内核同步机制

在有了强大的spin lock之后，为何还会有rw spin lock呢？无他，仅仅是为了增加内核的并发，从而增加性能而已。spin lock严格的限制只有一个thread可以进入临界区，但是实际中，有些对共享资源的访问可以严格区分读和写的，这时候，其实多个读的thread进入临界区是OK的，使用spin lock则限制一个读thread进入，从而导致性能的下降。

本文主要描述RW spin lock的工作原理及其实现。需要说明的是Linux内核同步机制之（四）：spin lock是本文的基础，请先阅读该文档以便保证阅读的畅顺。

阅读全文>>

标签: rw spinlock

评论(7) 浏览(28096)

Linux内核同步机制之（四）：spin lock

作者：linuxer 发布于：2015-4-22 12:22 分类：内核同步机制

在linux kernel的实现中，经常会遇到这样的场景：共享数据被中断上下文和进程上下文访问，该如何保护呢？如果只有进程上下文的访问，那么可以考虑使用 semaphore或者mutex的锁机制，但是现在中断上下文也参和进来，那些可以导致睡眠的lock就不能使用了，这时候，可以考虑使用spin lock。本文主要介绍了linux kernel中的spin lock的原理以及代码实现。由于spin lock是architecture dependent代码，因此，我们在第四章讨论了ARM32和ARM64上的实现细节。

注：本文需要进程和中断处理的基本知识作为支撑。

阅读全文>>

标签: spin lock 自旋锁

评论(126) 浏览(131066)

Linux内核同步机制之（三）：memory barrier

作者：linuxer 发布于：2014-11-14 19:20 分类：内核同步机制

我记得以前上学的时候大家经常说的一个词汇叫做所见即所得，有些编程工具是所见即所得的，给程序员带来极大的方便。对于一个c程序员，我们的编写的代码能所见即所得吗？我们看到的c程序的逻辑是否就是最后CPU运行的结果呢？很遗憾，不是，我们的“所见”和最后的执行结果隔着：

1、编译器

2、CPU取指执行

编译器将符合人类思考的逻辑（c代码）翻译成了符合CPU运算规则的汇编指令，编译器了解底层CPU的思维模式，因此，它可以在将c翻译成汇编的时候进行优化（例如内存访问指令的重新排序），让产出的汇编指令在CPU上运行的时候更快。然而，这种优化产出的结果未必符合程序员原始的逻辑，因此，作为程序员，作为c程序员，必须有能力了解编译器的行为，并在通过内嵌在c代码中的memory barrier来指导编译器的优化行为（这种memory barrier又叫做优化屏障，Optimization barrier），让编译器产出即高效，又逻辑正确的代码。

CPU的核心思想就是取指执行，对于in-order的单核CPU，并且没有cache（这种CPU在现实世界中还存在吗？），汇编指令的取指和执行是严格按照顺序进行的，也就是说，汇编指令就是所见即所得的，汇编指令的逻辑被严格的被CPU执行。然而，随着计算机系统越来越复杂（多核、cache、 superscalar、out-of-order），使用汇编指令这样贴近处理器的语言也无法保证其被CPU执行的结果的一致性，从而需要程序员（看，人还是最不可以替代的）告知CPU如何保证逻辑正确。

综上所述，memory barrier是一种保证内存访问顺序的一种方法，让系统中的HW block（各个cpu、DMA controler、device等）对内存有一致性的视角。

阅读全文>>

标签: Memory 内存屏障 barrier

评论(28) 浏览(73186)