關於linux的幾道面試題

1、linux中主要有哪幾種核心鎖？

linux的核心鎖主要是自旋鎖和訊號量。

自旋鎖最多只能被乙個可執行執行緒持有，如果乙個執行執行緒試圖請求乙個已被爭用（已經被持有）的自旋鎖，那麼這個執行緒就會一直進行忙迴圈——旋轉——等待鎖重新可用。要是鎖未被爭用，請求它的執行執行緒便能立刻得到它並且繼續進行。自旋鎖可以在任何時刻防止多於乙個的執行執行緒同時進入臨界區。

linux中的訊號量是一種睡眠鎖。如果有乙個任務試圖獲得乙個已被持有的訊號量時，訊號量會將其推入等待佇列，然後讓其睡眠。這時處理器獲得自由去執行其它**。當持有訊號量的程序將訊號量釋放後，在等待佇列中的乙個任務將被喚醒，從而便可以獲得這個訊號量。

訊號量的睡眠特性，使得訊號量適用於鎖會被長時間持有的情況；只能在程序上下文中使用，因為中斷上下文中是不能被排程的；另外當**持有訊號量時，不可以再持有自旋鎖。

2、linux中的使用者模式和核心模式是什麼含意？

在linux機器上，cpu要麼處於受信任的核心模式，要麼處於受限制的使用者模式。除了核心本身處於核心模式以外，所有的使用者程序都執行在使用者模式之中。

核心模式的**可以無限制地訪問所有處理器指令集以及全部記憶體和i/o空間。如果使用者模式的程序要享有此特權，它必須通過系統呼叫向裝置驅動程式或其他核心模式的**發出請求。另外，使用者模式的**允許發生缺頁，而核心模式的**則不允許。

3、使用者程序間通訊主要哪幾種方式？

# 管道( pipe )：管道是一種半雙工的通訊方式，資料只能單向流動，而且只能在具有親緣關係的程序間使用。程序的親緣關係通常是指父子程序關係。

# 有名管道 (named pipe) ：有名管道也是半雙工的通訊方式，但是它允許無親緣關係程序間的通訊。

# 訊號量( semophore ) ：訊號量是乙個計數器，可以用來控制多個程序對共享資源的訪問。它常作為一種鎖機制，防止某程序正在訪問共享資源時，其他程序也訪問該資源。因此，主要作為程序間以及同一程序內不同執行緒之間的同步手段。

# 訊息佇列( message queue ) ：訊息佇列是由訊息的鍊錶，存放在核心中並由訊息佇列識別符號標識。訊息佇列克服了訊號傳遞資訊少、管道只能承載無格式位元組流以及緩衝區大小受限等缺點。

# 訊號 ( sinal ) ：訊號是一種比較複雜的通訊方式，用於通知接收程序某個事件已經發生。

# 共享記憶體( shared memory ) ：共享記憶體就是對映一段能被其他程序所訪問的記憶體，這段共享記憶體由乙個程序建立，但多個程序都可以訪問。共享記憶體是最快的 ipc 方式，它是針對其他程序間通訊方式執行效率低而專門設計的。它往往與其他通訊機制，如訊號兩，配合使用，來實現程序間的同步和通訊。

# 套接字( socket ) ：套解口也是一種程序間通訊機制，與其他通訊機制不同的是，它可用於不同及其間的程序通訊。

4、有哪幾種記憶體分配函式？

分配原理

最大記憶體

其他__get_free_pages

直接對頁框進行操作

4mb適用於分配較大量的連續物理記憶體

kmem_cache_alloc

基於slab機制實現

128kb

適合需要頻繁申請釋放相同大小記憶體塊時使用

kmalloc

基於kmem_cache_alloc實現

128kb

最常見的分配方式，需要小於頁框大小的記憶體時可以使用

vmalloc

建立非連續物理記憶體到虛擬位址的對映

物理不連續，適合需要大記憶體，但是對位址連續性沒有要求的場合

dma_alloc_coherent

基於__alloc_pages實現

4mb適用於dma操作

ioremap

實現已知實體地址到虛擬位址的對映

適用於實體地址已知的場合，如裝置驅動

alloc_bootmem

在啟動kernel時，預留一段記憶體，核心看不見

小於物理記憶體大小，記憶體管理要求較高

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