【Linux驱动编程】并发与竞态实例

最新推荐文章于 2023-07-12 11:18:58 发布

Acuity.

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分类专栏： Linux驱动编程文章标签： linux 并发与竞态

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本文介绍了如何在Linux驱动中处理并发与竞态条件，以提高驱动程序的稳定性和健壮性。通过限制驱动最大支持5个进程open、使用互斥锁对共享资源进行互斥访问以及通过信号量实现读写同步。文中提供了驱动代码实现和app程序验证这些机制，并给出了编译执行的步骤。

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文章目录

并发与竞态在驱动中
代码仓库

在上一篇文章中主要描述了并发与竞态的含义、引发条件以以及竞态资源的保护机制。竞态（共享）资源保护机制主要包括屏蔽中断、原子操作、自旋锁、互斥体，屏蔽中断一般不推荐使用，其他几种是我们在编写驱动程序时常用到的。下面我将上述机制应用在实际场景中，在应用之前，我们先回顾下保护机制的参考选择。

场景	参考使用机制
整型变量加锁	原子锁/自旋锁
低开销加锁	自旋锁
短期加锁	自旋锁
长期加锁	互斥体/信号量
中断上下文中加锁	自旋锁
线程支持睡眠

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【Linux驱动编程】并发与竞态（如何选择合适的保护机制）

只要思想不滑坡，想法总比问题多。

04-19

1470

linux系统作为一个现代高级操作系统，支持多用户、多任务访问，这就存在多个任务同时访问共享资源的情况，进而引发并发和竞态问题。

Linux驱动开发之并发与竞争实验【完整教程】

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03-19

418

Linux系统是个多任务操作系统，会有多个任务同时存在的可能性，这些任务的内存可能相互覆盖，导致内存数据混乱，并发访问带来的问题就是竞争，会有以下问题导致Linux系统并发产生： ①多线程并发访问，这是Linux系统最基本的。 ②抢占式并发访问，Linux2.6版本后支持抢占。 ③中断程序并发访问 ④SMP（多核）核间并发访问 1.保护的是什么一开始写驱动的时候就要考虑并发与竞争，否则写完驱动后不容易查找错误，导致驱动调试难度加大、费时费力。竞争的东西便是资源（在系统里是数据），故我们需要保护的数

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Linux设备驱动程序学习（3）-并发和竞态

临时工 Temporary's Space

01-14

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一、并发及其管理竞态通常是作为对资源的共享访问结果而产生的。在设计自己的驱动程序时，第一个要记住的规则是：只要可能，就应该避免资源的共享。若没有并发访问，就不会有竞态。这种思想的最明显的应用是避免使用全局变量。但是，资源的共享是不可避免的，如硬件资源本质上就是共享、指针传递等等。资源共享的硬性规则：（1）在单个执行线程之外共享硬件或软件资源的任何时候，因为另外一个线程可能产生

Linux驱动编程 step-by-step （七）

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11-17

6828

并发竞态 (信号量与自旋锁) 代码传至并发竞态控制并发进程导致竞态的一个例子前面所述的字符驱动都是没有考虑并发竟态的情况，想象一下一个进程去读一个字符设备，另一个进程在同一时间向这个设备写入（完全有这种情况）原来设备中存有 A B C D 要想设备写入1 2 3 4 每次读写一个字节 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8

Linux内核的竞态与并发——自旋锁实例

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10-29

1118

文章目录信号量概念实例实验步骤：本文为 Linux内核的竞态与并发（中断屏蔽、原子操作、自旋锁、信号量、互斥体的互斥机制）中信号量的实例其他部分： ● Linux内核的竞态与并发——原子操作实例信号量概念多处理器之间设置一个全局变量V,表示锁。并定义当V=1时为锁定状态，V=0时为解锁状态自旋锁同步机制是针对多处理器设计的，属于忙等机制。自旋锁，逻辑不允

Linux内核的竞态与并发——信号量实例

火山上的企鹅

10-29

907

文章目录信号量使用步骤实例本文为 Linux内核的竞态与并发（中断屏蔽、原子操作、自旋锁、信号量、互斥体的互斥机制）中自旋锁的实例其他部分： ● Linux内核的竞态与并发——原子操作实例 ● Linux内核的竞态与并发——自旋锁实例信号量使用步骤 // 1）定义一个信号量 struct semaphore btn_sem; // 2) 初始化信号量 void sema_init(&btn_sem,

分析Linux设备驱动程序学习专题并发和竞态.pdf

10-05

总的来说，理解和掌握并发与竞态条件、以及如何使用信号量等同步机制来管理它们，对于编写健壮的Linux设备驱动程序是至关重要的。这涉及到对内核级同步原语的深入理解，以及在实际编程中正确应用这些概念的技能。在...

深入浅出Linux_设备驱动编程.rar_firet1r_linux设备驱动_linux驱动编程_深入浅出Linux_设备驱动编

09-24

这本书籍《深入浅出Linux_设备驱动编程》会详细讲解以上各个方面的知识，并通过实例来帮助读者理解和应用。对于希望深入理解Linux系统底层工作原理和提升驱动开发能力的软件工程师来说，这是一本不可多得的参考资料...

Linux驱动开发入门(内核态用户态)

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确认你的环境：确保你正在使用一台运行Linux操作系统的计算机。对于驱动程序开发，最好是选择一个具备良好的硬件支持和最新内核版本的Linux发行版。了解设备驱动程序的类型：在Linux中，驱动程序通常分为字符设备驱动和块设备驱动两种类型。字符设备驱动用于处理像终端、键盘等字符流的设备，而块设备驱动用于处理像硬盘、固态驱动器等块数据的设备。学习Linux设备模型：Linux内核采用一种称为设备模型的框架来管理和表示设备。学习如何在设备模型中注册设备、分配和释放资源以及与设备进行交互是非常重要的。

Linux设备驱动并发控制解密：避免竞态条件的6大方案

本文首先介绍了并发控制的基础知识，然后详细分析了竞态条件的定义、产生原因及其对设备驱动的影响，包括数据一致性问题和系统稳定性与安全风险。接下来，文章深入探讨了传统并发控制方法如原子操作和互斥锁，以及...

[arm驱动]linux并发与竞态---并发控制

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《[arm驱动]linux并发与竞态---并发控制》涉及内核驱动函数五个，内核结构体一个，分析了内核驱动函数六个；可参考的相关应用程序模板或内核驱动模板五个，可参考的相关应用程序模板或内核驱动零个一、并发与竞态1、并发：多个执行单元同时被执行。例如:同一个test.out可执行程序被n次同时运行2、竞态：并发的执行单元对共享资源（硬件资源和软件上的全局变量，静态变量等）的访问...

Linux驱动开发——并发和竞态（概念介绍①）

跑不了的你的博客

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533

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...

Linux 并发、竞态管理的实现机制

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linux下用于并发、竞态管理的机制有：spinlock_t，semaphore，mutex，completion，atomic_t等，下面依次分析其实现原理 1. spinlock_t：其实就是一个volatile unsigned int。在lock的时候关闭bh，调用lock锁住内存总线禁止其他cpu访问内存，然后将变量从内存读出减一后再写入。spin_unlock只是锁住内存总线的情况

并发和竞态

wuyuwei45的专栏

04-19

909

并发及其管理 1、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变量、静态变量等）的访问则很容易导致竞态（race condition）。 2、在设计自己的驱动程序时，第一个要记住的规则是，只要可能，就应该避免资源的共享。如果没有并发的访问，也就不会有竞态的产生。因此，仔细编写的内核代码应具有最少的共享。这种思想的最

竞态和并发

liqinghan的专栏

11-13

632

A进程和B进程同时对scull调用write函数 write有如下操作： if(!dptr->data[s_pos]）{ dptr->data[s_pos] = kmalloc(quantum,GFP_KERNEL); if(!dptr->data[s_pos]) goto out; } 如果A和B刚好到达这段代码，假设A执行，然后到B执行，则A申请的内存将会被B取代，这样就造

Linux 并发服务器编程（多进程）

肥宅快乐博客

12-22

1640

文章目录说明注意事项server.c client.c运行截图说明在Linux中通过流式套接字编程（TCP），实现一个并发服务器的访问回显，适合刚学完Linux套接字编程的朋友进行巩固训练具体功能：服务器能够同时连接、处理多个客户端的信息客户端向服务器发送数据之后，服务器收到数据，然后反手发送给客户端服务器能够对客户端的退出做出反应，并在客户端退出连接的时候给出提示服务器能够识别每个客户端发送的信息，在显示的时候加上客户端的IP地址服务器中能够对已经退出的服务进程作回收处理客户端能够对服

竞态与死锁

weixin_34246551的博客

08-02

298

1、竞态条件：定义：竞态条件指的是一种特殊的情况，在这种情况下各个执行单元以一种没有逻辑的顺序执行动作，从而导致意想不到的结果。举例1：线程T修改资源R后，释放了它对R的写访问权，之后又重新夺回R的读访问权再使用它，并以为它的状态仍然保持在它释放它之后的状态。但是在写访问权释放后到重新夺回读访问权的这段时间间隔中，可能另一个线程已经修改了R的状态。（写——读之间，该变量已经被其他线程修...

linux 驱动中断与IO

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1387

中断的基本概念中断号的获取方式中断申请中断处理上传数据给用户 IO模型异步信号中断下半部 1. 中断的基本概念参考裸机开发中的相关资料 2. 中断号的获取方式设备树：dts 设备树源码设备树里面一些通用的定义，提取出，形成类似c 头文件，dtsi 称之为：设备树的头文件，#include "xxx.dtsi" dtc 把dts编译成二进制文件（dtb）给...

谈谈竞态条件

Clifnich

11-05

7568

什么是竞态条件官方的定义是如果程序运行顺序的改变会影响最终结果，这就是一个竞态条件（race condition）. 理解竞态条件首先要知道程序运行不一定是线性的。初学编程的时候都是从“面向过程编程“开始的，一条一条指令打下来，期待着他们会顺序执行。debug的使用也加深了这一认识。不过事实上如果两条紧挨着的指令没有依赖关系，jvm是有可能将他们的运行顺序倒转的。当然这是题外话，最显著的“不按顺序执

简化实例：Linux设备驱动编程入门指南

本文将深入探讨Linux驱动编程，特别是针对初学者提供一个简洁易懂的入门指南。在Linux系统中，驱动程序开发是一项关键技能，它主要分为两个层次：应用软件工程师和固件工程师。固件工程师的任务包括Bootloader的移植...