linuxweiyh的博客

1.proc文件系统简介proc文件系统是由内核创建的虚拟文件系统，被内核用来向用户导出信息，通过它可以在Linux内核空间和用户空间之间进行通信。2./proc目录介绍/proc目录下有很多目录、文件，下面对一些常见的进行介绍：/proc/buddyinfo -- 每个内存区中的每个order有多少块可用，和内存碎片问题有关 /proc/cmdline -- 启动时传递给kernel的参数信息 /proc/cpuinfo -- cpu的信息 /proc/crypto...

读写自旋锁读写自旋锁（通常简称读写锁）是对自旋锁的改进，区分读者和写者，允许多个读者同时进入临界区，读者和写者互斥，写者和写者互斥。如果读者占有读锁，写者申请写锁的时候自旋等待。如果写者占有写锁，读者申请读锁的时候自旋等待。读写自旋锁的定义：include/linux/rwlock_types.htypedef struct { arch_rwlock_t raw_lock; ...} rwlock_t;各种处理器架构需要自定义数据类型arch_rwlock_t，ARM6

自旋锁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。目前内核的自旋锁是排队自旋锁（queued spinlock，也称为“FIFOticketspinlock”），算法类似于银行柜台的排队叫号。自旋锁的定义：include/linux/spinlock_types.htypedef struct raw_spinlock { arch..

原子变量原子变量用来实现对整数的互斥访问，通常用来实现计数器。内核定义了3种原子变量：（1）整数原子变量，数据类型是atomic_tinclude/linux/types.htypedef struct { int counter;} atomic_t;（2）长整数原子变量，数据类型是atomic_long_t（3）64位整数原子变量，数据类型是atomic64_t初始化静态原子变量的方法（以整数原子变量为例）：atomic_t <name> = AT

实时互斥锁实时互斥锁是对互斥锁的改进，实现了优先级集成（priority inheritance），解决了优先级反转（priority inversion）的问题。如果需要使用实时互斥锁，编译内核时需要开启配置宏CONFIG_RT_MUTEXES。实时互斥锁的定义：include/linux/rtmutex.hstruct rt_mutex { raw_spinlock_t wait_lock; struct rb_root_cached waiters; struct ta

互斥锁互斥锁只允许一个进程进入临界区，适合保护比较长的临界区，因为竞争互斥锁时进程可能睡眠和再次唤醒，代价很高。尽管可以把二值信号量当做互斥锁使用，但是内核单独实现了互斥锁。互斥锁的定义：include/linux/mutex.hstruct mutex { atomic_long_t owner; spinlock_t wait_lock;#ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER struct optimistic_spin_queue osq;

读写信号量读写信号量是对互斥信号量的改进，允许多个读者同时进入临界区，读者和写者互斥，写者和写者互斥，适合在以读为主的情况下使用。读写信号量的定义：include/linux/rwsem.hstruct rw_semaphore { atomic_long_t count; struct list_head wait_list; raw_spinlock_t wait_lock;#ifdef CONFIG_RWSEM_SPIN_ON_OWNER struct optimistic_

信号量信号量允许多个进程同时进入临界区，大多数情况下只允许一个进程进入临界区，把信号量的计数值设置为1，即二值信号量，这种信号量称为互斥信号量。和自旋锁相比，信号量适合保护比较长的临界区，因为竞争信号量时进程可能睡眠和再次唤醒，代价很高。内核使用的信号量定义：include/linux/semaphore.hstruct semaphore { raw_spinlock_t lock; /* 自旋锁，用来保护信号量的其他成员 */ unsigned int count; /*

内核互斥技术在内核中，可能出现多个进程（通过系统调用进入内核模式）访问同一个对象、进程和软中断访问同一个对象、进程和硬中断访问同一个对象、多个处理器访问同一个对象等现象，我们需要使用互斥技术，确保在给定的时刻只有一个主体可以进入临界区访问对象。如果临界区的执行时间比较长或者可能睡眠，可以使用下面这些互斥技术：（1）信号量，大多数情况下我们使用互斥信号量（2）读写信号量（3）互斥锁（4）实时互斥锁申请这些锁的时候，如果锁被其他进程占有，进程将会睡眠等待，代价很高。如果临界区的执

中断中断是外围设备通知处理器的一种机制。1. 中断控制器外围设备不是把中断请求直接发送给处理器，而是发给中断控制器，由中断控制器转发给处理器。不同种类的中断控制器的访问方法存在差异，为了屏蔽差异，内核定义了中断控制器描述符irq_chip，每种中断控制器自定义各种操作函数。GICv2控制器的描述符如下：drivers/irqchip/irq-gic.ctatic const struct irq_chip gic_chip = { .irq_mask = gic_mask_i.

小任务小任务（tasklet，有的书中翻译为“任务蕾”）是基于软中断实现的。为什么要提供小任务？因为小任务相对软中断有以下优势：（1）软中断的种类是编译时静态定义的，在运行时不能添加或删除；小任务可以在运行时添加或删除（2）同一种软中断的处理函数可以在多个处理器上同时执行，处理函数必须是可以重入的，需要使用锁保护临界区；一个小任务同一时刻只能在一个处理器上执行，不要求处理函数是可以重入的。小任务根据优先级分为两种：低优先级小任务和高优先级小任务。1. 数据结构小任务的数据结构如下：

软中断软中断（softirq）是中断处理程序在开启中断的情况下执行的部分，可以被硬中断抢占。内核定义了一张软中断向量表，每种软中断有一个唯一的编号，对应一个softirq_action实例，softirq_action实例的成员action是处理函数。kernel/softirq.cstatic struct softirq_action softirq_vec[NR_SOFTIRQS] __cacheline_aligned_in_smp; /* 软中断向量表 */include/l

中断下半部Linux中断下半部有3种：软中断（softirq）、小任务（tasklet）和工作队列（workqueue）。3种下半部的区别：（1）软中断和小任务不允许睡眠；工作队列是使用内核线程实现的，处理函数可以睡眠（2）软中断的种类是编译时静态定义的，在运行时不能添加或删除；小任务可以在运行时添加或删除（3）同一种软中断的处理函数可以在多个处理器上同时执行，处理函数必须是可以重入的，需要使用锁保护临界区；一个小任务同一时刻只能在一个处理器上执行，不要求处理函数是可以重入的...

系统调用系统调用是内核给用户程序提供的编程接口。用户程序调用系统调用，通常使用glibc库针对单个系统调用封装的函数。如果glibc库没有针对某个系统调用封装的函数，用户程序可以使用通用的封装函数syscall()：#define _GNC_SOURCE#include <unistd.h>#include <sys/syscall.h> /* 定义SYS_xxx */long syscall(long number, ...);参数number是

工作队列工作队列（work queue）是使用内核线程异步执行函数的通用机制。工作队列是中断处理程序的一种下半部机制，中断处理程序可以把耗时比较长并且可能睡眠的函数交给工作队列。工作队列不完全是中断处理程序的下半部，同时内核的其他模块也可以将异步执行的函数交给它执行。1.编程接口内核使用工作项保存需要异步执行的函数，工作项的数据接口是work_struct，其定义如下：include/linux/workqueue.hstruct work_struct { atomic_l.

4.1 ARM64异常处理4.1.1异常级别ARM64处理器定义了4个异常级别：0~3。通常ARM64处理器在异常级别0执行进程，在异常级别1执行内核。ARM64处理器的异常级别0就是我们常说的用户模式，异常级别1就是我们常说的内核模式。4.1.2异常分类在ARM64体系结构中，异常分为同步异常和异步异常。同步异常：(1)系统调用(2)数据中止(3)指令中止(4)栈指针或指令地址没有对齐(5)没有定义的指令(6)调试异常异步异常：(1)中断（IRQ）..