linux内核模块内存管理

Question

我正在尝试在 linux 内核模块中进行内存管理，我想知道为什么线程看不到与模块函数相同的内存。我的意思是，

我有一个全局声明的int *x。我使用 kmalloc 分配空间并为其分配 10。现在，当我尝试从线程中访问它时，我得到了完全不同的值。

为什么会这样？我该如何解决这个问题？

编辑：

我在 x86 架构中在单核（在 VM 上）上运行我的程序。

这是我的代码：http://pastebin.com/94qGc6ZQ

Answer 1

在 SMP 架构上，缓存的值不会在所有内核上更新，因此另一个内核上的线程可能会使用过时的值。

您可能遇到的另一个问题是线程之间的并发访问，这意味着线程 1 在线程 2 能够写入 x 之前读取 x，但线程 2 继续说 x = 10，但是当 x 未初始化时，线程 1 仍在使用旧值。

解决第二个问题（似乎更有可能）的方法是使用锁定来控制对该变量的访问，这样一次只有 1 个线程可以修改/读取它以避免过时值的问题。

（不是硬件内核模块，所以不要使用 volatile ;P）使用下面 smp_wb 和 smp_rb 的建议。

编辑：看起来我的第一个建议是正确的。因此，要解决这个问题，您可以在执行 kmalloc 和分配之前在 x 上使用 smp_wb。然后在尝试打印 x 的值之前在 x 上设置一个读取屏障。这有效地告诉 CPU 读取新值，因为它可能是坏的或者可能在访问中被重新排序。您可能只能在另一个线程上使用读取屏障，但为了安全，请在访问完成时使用屏障。

Answer 2

您需要某种锁（以及使缓存无效的内存屏障。）

在 SMP 内核上，实现了（用于内核的）锁定机制来处理这个问题：

阅读http://www.mjmwired.net/kernel/Documentation/memory-barriers.txt 尤其是“CPU 间锁定屏障效应”

Answer 3

您在什么架构上运行？我不相信其他说您遇到内存排序问题或缓存一致性问题的答案，因为

• x86 的顺序非常严格，kthread_run() 内部占用了很多锁等，我敢肯定在分配给 *x 和线程开始之间存在等效的内存屏障。因此，即使在更弱排序的架构上，我也不认为您真的缺少内存屏障。
• 我不相信有 任何 架构在其中运行 Linux 的 CPU 之间的缓存不连贯。您必须小心使用 DMA 进入内存的外部设备，但这与这里的问题完全不同。

换句话说，我认为您在问题中编写的代码看起来不错。我怀疑这是从你的真实代码中总结出来的，这样你就摆脱了真正的错误。

确实，如果您有修改线程中使用的变量的代码在 kthread_run 之后，那么您就有可能导致像您在此处看到的错误的竞争条件。