linux内核中并发与竞态问题

Linux驱动第四章、Linux内核中竞态解决方案 本文主要介绍了Linux内核中解决并发与并行竞态问题的几种同步机制。首先阐述了临界资源的概念及其保护必要性,随后详细分析了四种常用同步机制:1)自旋锁(spinlock),适用于短临界区且不能休眠的场景;2)信号量(semaphore),允许进程休眠,适合保护较大临界区;3)互斥体(mutex),作为高效的信号量替代方案;4)原子操作,通过硬件支持的不可分割指令实现无锁同步。每种机制都配有代码示例,展示了在字符设备驱动中的实际应用。最后强调应根据具体场景选择合适的同步机制,自旋锁适合中断上下文,信号量和互斥 阅读详情
  1. 竞态产生的原因?
    a. SMP(对称多处理器)
    b. 进程间的抢占
    c. 进程与中断之间的抢占
    d. 中断与中断间的抢占

  2. 解决竞态问题的策略
    a. 中断屏蔽(只限于单核处理器有效)
    b. 原子操作
    c. 自旋锁及其衍生
    d. 读写锁
    e. 顺序锁
    f. 信号量
    g. 读写信号量
    h. 互斥锁

  3. linux中的阻塞机制及等待队列

  4. 内核中的同步机制和异步机制
    4.1 同步机制
    包含原子操作,互斥锁,自旋锁,信号量等解决竞态的方法
    4.2 异步机制
    中断,中断下半部,信号,等待队列,内核定时器

  5. 死锁问题
    5.1 产生死锁会有哪几种现象
    5.2 产生死锁的原因
    由两个或更多进程和资源锁导致的一种特殊情形,将会降低进程的工作效率。

Linux驱动开发(18):linux驱动并发与竞态 原子操作分为整型原子操作和位原子操作。使用方法非常类似,本小节介绍分别 介绍整型原子操作和位原子操作的函数(确切的说某些是宏定义)。测试实验仅 用整型原子操作,读者可自行使用位原子操作实现,实验源码位于“//atomic_t类型结构体} atomic_t;参数i: 设置整型原子变量的初始值atomic_t类型: 暂且称为“整型原子类型”,我们用它定义整型原子变量。//返回增加后的结果//返回减少后的结果参数v:要设置的整型原子变量的指针(地址)。i: 要进行加/减操作的大小返回值。 阅读详情

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Linux 内核学习(13) --- linux 内核并发与竞态

激活这些检查, 就可能探测到一些内存覆盖和遗漏初始化的错误. 被分配的每一个字节在递交给调用者之前都设成 0xa5, 随后在释放时被设成 0x6b. 你在任何时候如果见到任一个这种"坏"模式重复出现在你的驱动输出(或者常常在一个oops 的列表), 你会确切知道去找什么类型的错误. 当激活调试, 内核还会在每个分配的内存对象的前后放置特别的守护值;),一个进程在内核态执行时(例如正在执行驱动程序的某个函数)也有可能被优先级更高的进程抢占,当它被重新调度的时候,共享的数据已经改变了。

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Linux驱动学习——并发和竞态

linux内核并发和竞态: 并发:多个执行单元同时发生(进程和中断) 竞态:多个执行单元对共享资源的访问。           条件:           1.并发           2.共享资源           3.同时访问 共享资源:硬件资源和软件上的全局变量。硬件资源大到一个串口设备,小到寄存器的某个bit位 互斥访问:当一个执行单元在访问共享资源时,其他执行单元禁止访

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Linux内核中并发和竞态的解决方法

自旋锁:当一个进程获取到自旋锁之后,如果此时另外一个进程也想获取这把锁,后一个进程就处于自旋状态,自旋锁又叫忙等锁。信号量:当一个进程获取到信号量之后,如果此时另外一个进程也想获取这个信号量,后一个进程处于休眠状态。互斥体:当一个进程获取到互斥体之后,如果此时另外一个进程也想获取这个互斥体,后一个进程处于休眠状态。互斥体又叫排它锁。

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Linux驱动开发——并发和竞态(概念介绍①)

文章目录Linux内核并发和竞态案例一:案例二:分析相关概念Linux内核解决竞态引起的异常(漏洞)的方法 Linux内核并发和竞态 案例一: 前面就发现了在Linux内核中使用全局变量或者多线程可能同时访问的区域会遇到竞态的问题,比如前面的定时器使用的实现部分就发生了并发问题。Linux驱动开发——定时器 造成这样的原因是因为当我们按下按键的时候会操作多次按键中断触发,而在按键中断处理函数中会...

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linux并发控制详解

对于arm来说,单条汇编指令都是原子的,多核smp也是,因为有总线仲裁所以cpu可以单独占用总线直到指令结束,多核系统中的原子操作通常使用内存栅障(memory barrier)来实现,即一个CPU核在执行原子操作时,其他CPU核必须停止对内存操作或者不对指定的内存进行操作,这样才能避免数据竞争问题。这样, 在CPU0上, 无论是进程上下文, 还是中断上下文获得了自旋锁, 此后, 如果CPU1无论是进程上下文, 还是中断上下文, 想获得同一自旋锁, 都必须忙等待, 这避免一切核间并发的可能性。

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Linux设备驱动中必须解决的一个问题是多个进程对共享资源的并发访问,并发访问会导致竞态,linux提供了多种解决竞态问题的方式,这些方式适合不同的应用场景。  Linux内核是多进程、多线程的操作系统,它提供了相当完整的内核同步方法。内核同步方法列表如下:中断屏蔽原子操作自旋锁读写自旋锁顺序锁信号量读写信号量BKL(大内核锁)Seq锁一、并发与竞态

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2302_81526349的博客 1148
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