The Big Kernel Lock

最新推荐文章于 2025-08-18 23:17:42 发布
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文章标签： python
原文链接：https://my.oschina.net/u/158589/blog/48707
本文深入分析了BKL（Binary Kernel Lock）与Semaphore的使用场景，阐述了它们在并发控制中的性能表现及潜在问题，如系统空闲时间增加和线程间竞争引发的bug，并提出了一种更优的解决方案——Spinlock，以提高系统效率并减少资源冲突。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

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http://lwn.net/Articles/281437/

BLK    

    ==> semaphore

            ==> The semaphore is handled over to the new thread waiting for it. This introduces performance penalty --- the system's running idle almost 50% of the time.

            ==> lock stealing: A thread acquiring the semaphore could get it once the semaphore becomes available, regardless of whether or not the thread's at the head of the queue. However, this introduces bugs in some situation.

 

    ==> spin lock

               ==> makes the BKL non-preemptible. However, this sub-optimal BKL is currently the best solution for this trade-off problem.

转载于:https://my.oschina.net/u/158589/blog/48707

Linux Kernel入门到精通系列讲解（RV-Kernel 篇） 5.3 从零移植 busybox，基于RISC-V
DSMGUOGUO的博客
06-10 579
上一章节我们已经成功启动了`Ubuntu`，但是由于`Ubuntu`占用系统空间过大，所以我转向占用较小的`busybox`,预计就占用`30M`左右。开始移植busybox，基于riscv64
Linux内核中的大内核锁原理及编程实现
TechBurst的博客
09-26 138
然而，由于BKL存在性能和可扩展性的问题，现代的Linux内核已经采用了更加灵活和细粒度的锁机制来替代BKL。在Linux内核中，大内核锁（Big Kernel Lock，简称BKL）是一种同步机制，用于保护整个内核的关键数据结构和代码段，以确保内核的正确执行。需要注意的是，BKL仅用于早期版本的Linux内核，现代的Linux内核已经逐步移除了BKL，并引入了更加细粒度的锁机制。BKL是一种全局性的锁，它的工作原理是在内核中引入一个大内核锁变量，并通过对该变量的获取和释放来实现对内核的串行化访问。
linux中大内核锁（BKL--Big Kernel Lock）和自旋锁(FIFO Ticket Spinlock) -- 2014百度面试题目
Atlas2013的专栏
09-24 4021
这里先写一篇基础文章引入一下自旋锁、排队自旋锁和大内核锁。        自旋锁(Spinlock)是一种 Linux 内核中广泛运用的底层同步机制。自旋锁是一种工作于多处理器环境的特殊的锁，在单处理环境中自旋锁的操作被替换为空操作。当某个处理器上的内核执行线程申请自旋锁时，如果锁可用，则获得锁，然后执行临界区操作，最后释放锁；如果锁已被占用，线程并不会转入睡眠状态，而是忙等待该锁，一旦
大内核锁
changtao381的专栏
03-02 1404
<br />大内核锁这个简单且不常用的内核加锁机制一直是内核开发者之间颇具争议的话题。它在早期linux版本里的广泛使用，从2.4内核开始逐渐被各种各样的自旋锁替代，可是直到现在还不能完全将它抛弃；它曾经使用自旋锁实现，到了2.6.11版修改为信号量，可是在2.6.26-rc2又退回到使用自旋锁的老路上；它甚至引发了linux的创始人Linus Torvalds和著名的完全公平调度(CFS)算法的贡献者Ingo Molnar之间的一场争议。这究竟是怎么回事呢？<br /><br />1.1         
【Linux内核同步】大内核锁
m0_74282605的博客
11-15 113
因此开发者们不停的缩小大内核锁的管制范围，他们首先把管住内核态入口的大内核锁去掉，但这样还不够，因为这样虽然能让多个处理器上的程序进入内核态，但有些资源上的使用还是非常麻烦，比如说 A 和 B 是两个完全不相关的资源，而且他们都被大内核锁锁住，那么只要有个进程因使用 A 资源而得到大内核锁，其他处理器上的进程就无法同时得到 B 资源（因为使用 B 资源也需要获得大内核锁，而大内核锁已经被使用 A 资源的进程率先获得了），所以他们还把这些资源一一的挑出来单独保护，这样大内核锁就只需要保护少量关键资源即可。
linux的大内核锁与顺序锁
最后一个bug的博客
01-13 606
顺序锁包含一个顺序计数器和一个锁。但随着内核的发展和多核处理器的普及，大内核锁的粒度较粗，会导致严重的性能瓶颈，因为它会限制多个处理器同时访问内核资源。只有获取了锁的进程才能执行临界区的代码，完成对内核资源的访问，访问结束后释放锁，以便其他进程可以获取锁并访问相应资源。在一些特定的情况下，如内核初始化阶段，或者对一些全局的、不适合使用更细粒度锁的资源进行访问时，仍然会使用大内核锁。适合于写操作相对较少、读操作频繁的场景，如内核中的一些数据结构，像网络设备的统计信息等，频繁被读取但偶尔才会被更新。
【转载】神奇的大内核锁
weixin_30929195的博客
01-13 142
原文地址：http://hi.baidu.com/_kouu/blog/item/c7f1bcd864bb76f939012f9f.html Big Kernel Lock（BKL）（大内核锁），是linux内核中使用到的一种锁，它跟普通的锁原理上的一样的：lock_kernel();/* 临界区 */unlock_kernel(); 但是它又有一些非常诡异的地方。从表面上看： 1、BKL是一...
Linux kernel 锁
寒霜落叶YIO的博客
09-06 549
在Linux kernel中有各种各样的锁，它们的实现原理不同，使用场景不同，本文会深入讨论Linux kernel中的锁机制。
kernel 选项详解(stlinux2.3)
gpl&wz的专栏
07-25 1021
 General setup(基本属性设置)  ->[]prompt for development and/or incomplete code/drivers //显示尚在开发的代码和驱动(嵌入式开发不用选择)   （-pdk7105）Local version -append to kernel release   //本地版本信息追加到kernel发布版   []Automat
深入理解Linux内核第3版--笔记-1.pdf
u011961033的专栏
10-16 1127
深入理解Linux内核第3版.pdf         Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition Preface    The Audience for This Book         we try to go beyond superficial features. We offer a background, such as the hi...
seL4论文:一个大的内核锁已经足够
weixin_38622392的博客
05-14 788
seL4:一个大的内核锁已经足够 论文戳这里 ，公开演讲PPT戳这里 前情提要 seL4 是一个安全的嵌入式系统，只支持有MMU的开发板，现在的移动CPU也在堆核心，所以要研究是否用更细的锁来提高可扩展性（Scalability）。 论文 文章在研究了在IPC过程中引入更细致的锁对性能的影响。Peter在内核里面加了4个锁，这四个锁有两种实现方式，一种是用原来的实现方式，另一个是用Intel独有的ntel TSX指令集（图中x86 RTM的数据）。 可以看出用更多的锁会造成更多的性能损失，而且如果锁的争抢需
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 BKL（大内核锁）是一个全局自旋锁，使用它主要是为了方便实现从Linux最初的SMP过度到细粒度加锁机制。 BKL的特性：持有BKL的任务仍然可以睡眠 。因为当任务无法调度时，所加的锁会自动被抛弃；当任务被调度时，锁又会被重新获得。当然，并不是说，当任务持有BKL时，睡眠是安全的，紧急是可以这样做，因为睡眠不会造成任务死锁。BKL是一种递归锁。一个进程可以多次请求一个锁，并不会像自旋
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yolo安装
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08-15 683
我在cmd一直更新不了pip 一直说错误。我扭头去anaconda成功。
Return SnapshotManager::CreateUpdateSnapshots(const DeltaArchiveManifest& manifest) { auto lock = LockExclusive(); if (!lock) return Return::Error(); auto update_state = ReadUpdateState(lock.get()); if (update_state != UpdateState::Initiated) { LOG(ERROR) << "Cannot create update snapshots in state " << update_state; return Return::Error(); } // TODO(b/134949511): remove this check. Right now, with overlayfs mounted, the scratch // partition takes up a big chunk of space in super, causing COW images to be created on // retrofit Virtual A/B devices. if (device_->IsOverlayfsSetup()) { LOG(ERROR) << "Cannot create update snapshots with overlayfs setup. Run `adb enable-verity`" << ", reboot, then try again."; return Return::Error(); } const auto& opener = device_->GetPartitionOpener(); auto current_suffix = device_->GetSlotSuffix(); uint32_t current_slot = SlotNumberForSlotSuffix(current_suffix); auto target_suffix = device_->GetOtherSlotSuffix(); uint32_t target_slot = SlotNumberForSlotSuffix(target_suffix); auto current_super = device_->GetSuperDevice(current_slot); auto current_metadata = MetadataBuilder::New(opener, current_super, current_slot); if (current_metadata == nullptr) { LOG(ERROR) << "Cannot create metadata builder."; return Return::Error(); } auto target_metadata = MetadataBuilder::NewForUpdate(opener, current_super, current_slot, target_slot); if (target_metadata == nullptr) { LOG(ERROR) << "Cannot create target metadata builder."; return Return::Error(); } // Delete partitions with target suffix in |current_metadata|. Otherwise, // partition_cow_creator recognizes these left-over partitions as used space. for (const auto& group_name : current_metadata->ListGroups()) { if (android::base::EndsWith(group_name, target_suffix)) { current_metadata->RemoveGroupAndPartitions(group_name); } } SnapshotMetadataUpdater metadata_updater(target_metadata.get(), target_slot, manifest); if (!metadata_updater.Update()) { LOG(ERROR) << "Cannot calculate new metadata."; return Return::Error(); } // Delete previous COW partitions in current_metadata so that PartitionCowCreator marks those as // free regions. UnmapAndDeleteCowPartition(current_metadata.get()); // Check that all these metadata is not retrofit dynamic partitions. Snapshots on // devices with retrofit dynamic partitions does not make sense. // This ensures that current_metadata->GetFreeRegions() uses the same device // indices as target_metadata (i.e. 0 -> "super"). // This is also assumed in MapCowDevices() call below. CHECK(current_metadata->GetBlockDevicePartitionName(0) == LP_METADATA_DEFAULT_PARTITION_NAME && target_metadata->GetBlockDevicePartitionName(0) == LP_METADATA_DEFAULT_PARTITION_NAME); std::map<std::string, SnapshotStatus> all_snapshot_status; // In case of error, automatically delete devices that are created along the way. // Note that "lock" is destroyed after "created_devices", so it is safe to use |lock| for // these devices. AutoDeviceList created_devices; const auto& dap_metadata = manifest.dynamic_partition_metadata(); CowOptions options; CowWriter writer(options); bool cow_format_support = true; if (dap_metadata.cow_version() < writer.GetCowVersion()) { cow_format_support = false; } LOG(INFO) << " dap_metadata.cow_version(): " << dap_metadata.cow_version() << " writer.GetCowVersion(): " << writer.GetCowVersion(); bool use_compression = IsCompressionEnabled() && dap_metadata.vabc_enabled() && !device_->IsRecovery() && cow_format_support; std::string compression_algorithm; if (use_compression) { compression_algorithm = dap_metadata.vabc_compression_param(); if (compression_algorithm.empty()) { // Older OTAs don't set an explicit compression type, so default to gz. compression_algorithm = "gz"; } } else { compression_algorithm = "none"; } PartitionCowCreator cow_creator{ .target_metadata = target_metadata.get(), .target_suffix = target_suffix, .target_partition = nullptr, .current_metadata = current_metadata.get(), .current_suffix = current_suffix, .update = nullptr, .extra_extents = {}, .compression_enabled = use_compression, .compression_algorithm = compression_algorithm, }; auto ret = CreateUpdateSnapshotsInternal(lock.get(), manifest, &cow_creator, &created_devices, &all_snapshot_status); if (!ret.is_ok()) return ret; auto exported_target_metadata = target_metadata->Export(); if (exported_target_metadata == nullptr) { LOG(ERROR) << "Cannot export target metadata"; return Return::Error(); } ret = InitializeUpdateSnapshots(lock.get(), target_metadata.get(), exported_target_metadata.get(), target_suffix, all_snapshot_status); if (!ret.is_ok()) return ret; if (!UpdatePartitionTable(opener, device_->GetSuperDevice(target_slot), *exported_target_metadata, target_slot)) { LOG(ERROR) << "Cannot write target metadata"; return Return::Error(); } // If compression is enabled, we need to retain a copy of the old metadata // so we can access original blocks in case they are moved around. We do // not want to rely on the old super metadata slot because we don't // guarantee its validity after the slot switch is successful. if (cow_creator.compression_enabled) { auto metadata = current_metadata->Export(); if (!metadata) { LOG(ERROR) << "Could not export current metadata"; return Return::Error(); } auto path = GetOldPartitionMetadataPath(); if (!android::fs_mgr::WriteToImageFile(path, *metadata.get())) { LOG(ERROR) << "Cannot write old metadata to " << path; return Return::Error(); } } SnapshotUpdateStatus status = ReadSnapshotUpdateStatus(lock.get()); status.set_state(update_state); status.set_compression_enabled(cow_creator.compression_enabled); if (cow_creator.compression_enabled) { if (!device()->IsTestDevice()) { bool userSnapshotsEnabled = IsUserspaceSnapshotsEnabled(); const std::string UNKNOWN = "unknown"; const std::string vendor_release = android::base::GetProperty( "ro.vendor.build.version.release_or_codename", UNKNOWN); // No user-space snapshots if vendor partition is on Android 12 if (vendor_release.find("12") != std::string::npos) { LOG(INFO) << "Userspace snapshots disabled as vendor partition is on Android: " << vendor_release; userSnapshotsEnabled = false; } // Userspace snapshots is enabled only if compression is enabled status.set_userspace_snapshots(userSnapshotsEnabled); if (userSnapshotsEnabled) { is_snapshot_userspace_ = true; status.set_io_uring_enabled(IsIouringEnabled()); LOG(INFO) << "Userspace snapshots enabled"; } else { is_snapshot_userspace_ = false; LOG(INFO) << "Userspace snapshots disabled"; } // Terminate stale daemon if any std::unique_ptr<SnapuserdClient> snapuserd_client = SnapuserdClient::Connect(kSnapuserdSocket, 5s); if (snapuserd_client) { snapuserd_client->DetachSnapuserd(); snapuserd_client->CloseConnection(); snapuserd_client = nullptr; } // Clear the cached client if any if (snapuserd_client_) { snapuserd_client_->CloseConnection(); snapuserd_client_ = nullptr; } } else { bool userSnapshotsEnabled = true; const std::string UNKNOWN = "unknown"; const std::string vendor_release = android::base::GetProperty( "ro.vendor.build.version.release_or_codename", UNKNOWN); // No user-space snapshots if vendor partition is on Android 12 if (vendor_release.find("12") != std::string::npos) { LOG(INFO) << "Userspace snapshots disabled as vendor partition is on Android: " << vendor_release; userSnapshotsEnabled = false; } userSnapshotsEnabled = (userSnapshotsEnabled && !IsDmSnapshotTestingEnabled()); status.set_userspace_snapshots(userSnapshotsEnabled); if (!userSnapshotsEnabled) { is_snapshot_userspace_ = false; LOG(INFO) << "User-space snapshots disabled for testing"; } else { is_snapshot_userspace_ = true; LOG(INFO) << "User-space snapshots enabled for testing"; } } } if (!WriteSnapshotUpdateStatus(lock.get(), status)) { LOG(ERROR) << "Unable to write new update state"; return Return::Error(); } created_devices.Release(); LOG(INFO) << "Successfully created all snapshots for target slot " << target_suffix; return Return::Ok(); }解析王法
07-24
4. 用户空间快照（userspace snapshots）和内核快照（kernel snapshots）有何区别？ 5. 在什么情况下会触发`cow_format_support`为false，导致无法启用压缩？</think>### `SnapshotManager::CreateUpdateSnapshots` ...
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