并发与同步--问答

1．在ARM64处理器中，如何实现独占访问内存？

答：
   

2．atomic_cmpxchg()和atomic_xchg()分别表示什么含义？

答：
   

3．在ARM64中，CAS指令包含了加载-获取和存储-释放指令，它们的作用是什么？

答：
   

4．atomic_try_cmpxchg()函数和atomic_cmpxchg()函数有什么区别？

答：
   

5．cmpxchg_acquire()函数、cmpxchg_release()函数、cmpxchg_relaxed()函数以及cmpxchg()函数的区别是什么？

答：
   

6．请举例说明内核使用内存屏障的场景。

答：
   

7．smp_cond_load_relaxed()函数的作用和使用场景是什么？

答：
   

8．smp_mb__before_atomic()函数和smp_mb__after_atomic()函数的作用和使用场景是什么？

答：
   

9．为什么自旋锁的临界区不能睡眠（不考虑RT-Linux的情况）？

答：
   

10．Linux内核中经典自旋锁的实现有什么缺点？

答：
   

11．为什么自旋锁的临界区不允许发生抢占？

答：
   

12．基于排队的自旋锁机制是如何实现的？

答：
   

13．如果在spin_lock()和spin_unlock()的临界区中发生了中断，并且中断处理程序也恰巧修改了该临界区，那么会发生什么后果？该如何避免呢？

答：
   

14．排队自旋锁是如何实现MCS锁的？

答：
   

15．排队自旋锁把32位的变量划分成几个域，每个域的含义和作用是什么？

答：
   

16．假设CPU0先持有了自旋锁，接着CPU1、CPU2、CPU3都加入该锁的争用中，请阐述这几个CPU如何获取锁，并画出它们申请锁的流程图。

答：
   

17．与自旋锁相比，信号量有哪些特点？

答：
   

18．请简述信号量是如何实现的。

答：
   

19．乐观自旋等待的判断条件是什么？

答：
   

20．为什么在互斥锁争用中进入乐观自旋等待比睡眠等待模式要好？

答：
   

21．假设CPU0～CPU3同时争用一个互斥锁，CPU0率先申请了互斥锁，然后CPU1也加入锁的申请。CPU1在持有锁期间会进入睡眠状态。然后CPU2和CPU3陆续加入该锁的争用中。请画出这几个CPU争用锁的时序图。

答：
   

22．Linux内核已经实现了信号量机制，为何要单独设置一个互斥锁机制呢？

答：
   

23．请简述MCS锁机制的实现原理。

答：
   

24．在编写内核代码时，该如何选择信号量和互斥锁？

答：
   

25．什么时候使用读者锁？什么时候使用写者锁？怎么判断？

答：
   

26．读写信号量使用的自旋等待机制是如何实现的？

答：
   

27．RCU相比读写锁有哪些优势？

答：
   

28．请解释静止状态和宽限期。

答：
   

29．请简述RCU实现的基本原理。

答：
   

30．在大型系统中，经典RCU遇到了什么问题？Tree RCU又是如何解决该问题的？

答：
   

31．在RCU实现中，为什么要使用ULONG_CMP_GE()和ULONG_CMP_LT()宏来比较两个数的大小，而不直接使用大于号或者小于号来比较？

答：
   

32．请简述一个宽限期的生命周期及其状态机的变化。

答：
   

33．请阐述原子操作、自旋锁、信号量、互斥锁以及RCU的特点和使用规则。

答：
   

34．在KSM中扫描某个VMA以寻找有效的匿名页面时，假设此VMA恰巧被其他CPU销毁了，会不会有问题呢？

答：
   

35．请简述PG_locked的常见使用方法。

答：
   

36．在mm/rmap.c文件中的page_get_anon_vma()函数中，为什么要使用rcu_read_lock()函数？什么时候注册RCU回调函数呢？

答：
   

37．在mm/oom_kill.c的select_bad_process()函数中，为什么要使用rcu_read_lock()函数？什么时候注册RCU回调函数呢？

答：