文章目錄

• • • 一、內存
    • • 1、kmalloc、valloc、kzalloc、devm_kmalloc的區別
    • 二、同步機制
    • • 1、spinlock
      • 2、信號量semaphore

一、內存

1、kmalloc、valloc、kzalloc、devm_kmalloc的區別

• kmalloc和valloc的區別:

kmalloc是在線性映射區分配內存，它的物理地址是連續的; vmalloc是在高端內存區(非線性區/valloc區)分配內存，它的虛擬地址是連續的、物理地址非連續;
kmalloc在分配內存的時候，通過傳入GFP_ATOMIC可以進行原子操作;

• kmalloc kzalloc的區別

kzalloc申請內存后，并將這段內存清0

• kmalloc devm_kmalloc的區別

kmalloc申請的內存，在不使用時需要主動free釋放
devm_kmalloc申請的內存，在不使用時無需主動free釋放.

二、同步機制

1、spinlock

（1）、請問自旋鎖spinlock中都干了哪些事？
在spin_lock中，先關閉搶占preempt_disable、再加入排隊序列(有ower和next兩個變量，排隊就是next++)、再進入低功耗模式等到wfe
在spin_unlock中,先讓cpu退出低功耗模式(armv7使用sev指令，armv8使用staddlh指令)，更新排隊序列(onwer++)，在打開搶占preempt_enable

（2）、spin_lock中，為何要關閉搶占preempt_disable ？
如果不關閉搶占，單核的情況下, 進程A獲取spinlock后，在臨界區干活，發生了搶占，進程B嘗試獲取spinlock，進程B拿不到，就會自旋等待那里.
等到B的時間片耗完，再次調度到進程A，且A釋放了該鎖，然后再調用B，B才能拿到該鎖.
在B自旋的時候，造成cpu資源很大的浪費; 因為那個時候：A拿著鎖，A并沒有在執行，CPU在B上自旋等待

（3）、cpu0調用的A進程，剛獲取lock->next值后，正準備給該變量+1計數、此時cpu1調用的B進程，也獲取了lock->next值; 這樣A和B進程都能拿到該鎖？ 請問linux是怎樣解決這個問題的？

在ARMV8上使用了exclusive機制，是一種獨占訪問的狀態，在A進程操作lock->next值時，在讀取時，使用了ldaxr指令，將global monitor狀態從open切換成exclusive狀態, 然后寫入數據到變量時使用stxr指令，將global monitor狀態從exclusive切換成open狀態。
在global monitor狀態未exclusive時，B是再去使用ldaxr指令讀取數據時，會返回錯誤，然后B會再繼續讀取該數據。

而在ARMv7上，雖然沒有exclusive機制，但是提供了類似的指令，ldrex和strex;

2、信號量semaphore

(1)、在信號量semaphore的down()中，都干了哪些事情？
檢查count值，大于0則獲得該鎖，進入臨界區;
否則的話，未獲得該鎖，先將task加入到wait_list，再調用schedule_timeout進入睡眠

(2)、信號量的實現為何要依賴spinlock ？
在信號量的實現中，要對count值進行加加或減減操作，使用spinlock防止該變量產生競爭;

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux kernel的问与答的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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