华为内部面试题库---（8）

1、内核中有可能造成并发执行的原因（多选）：（参考：Linux内核设计与实现，第二版，第8章）

A、中断

B、软中断和tasklet

C、工作队列（注意工作队列、软中断和tasklet的原理）

D、睡眠以及与用户空间同步

E、内核抢占

F、对称多处理

答案：A、B、D、E、F

试题解析：在一台运行 Linux 的计算机中，CPU 在任何时候只会有如下四种状态（OS可见）：

1 在处理一个硬中断（如中断上半部）。

2 在处理一个中断下半部，如 softirq、tasklet 和 bh。

3 运行于内核态，但有进程上下文，即与一个进程相关。

4 运行一个用户态进程。

其中1,2,3运行于内核空间，分别可以被其上状态抢占；

Linux内核是一个可抢占的内核，因此高优先级可抢占低优先级任务；

多处理器，两个或者多个处理器同时执行代码

因此A、B、D、E、F正确。

工作队列、软中断和tasklet都是实现中断下半部的机制，但是工作队列是在每个CPU上起一个内核线程，执行工作队列里面的任务，因此工作队列本身不会造成并发执行。

 

2、单处理器系统中，如果中断中不对共享数据访问，可以通过以下方式避免并发访问数据（多选）：（参考：Linux内核设计与实现，第二版，第8章）

A、关中断

B、禁止调度

C、禁止内核抢占且不请求重新调度

D、使用spinlock对共享数据进行保护

答案：A、B、C

试题解析：单核情况下，进程只有在系统调用或者中断的情况下才会发生切换。只要保证在临界区不引用系统调用，禁止中断的情况下，可以保证互斥。

单核系统中，spinlock替换为空，spinlock是针对多核并发。

 

3、多处理系统中，下面解决并发数据访问的方式，错误的是（单选）：（参考：Linux内核设计与实现，第二版，第9章）

A、关中断

B、原子操作

C、自旋锁

D、信号量

答案：A

试题解析：多核情况下，由于代码可以在多核上并发执行，因此在关闭本地CPU的中断情况下，无法保证并发的执行。

 

4、关于原子操作的使用，错误的是（单选）：（参考：Linux内核设计与实现，第二版，第9章）

A、原子操作需要硬件支持（如原子性指令），操作系统本身无法单独实现

B、Linux内核中提供了两组原子操作接口—整数操作以及bit操作

C、对局部变量进行原子性操作是有意义的

D、不同的硬件体系架构，原子性操作实现并不相同

答案：C

试题解析：对于局部变量的原子操作没有任何意义，因为局部变量是放在线程的栈中，而每个线程都有自己私有的栈，不存在并发的问题。

 

5、关于自旋锁的使用，错误的是（单选）：（参考：Linux内核设计与实现，第二版，第9章）

A、不同的体系架构，自旋锁的实现方式不一样

B、递归使用自旋锁会导致死锁

C、使用自旋锁之前需要进行初始化，不能在没加锁的情况下进行开锁操作，内核中有配置选项对以上情况进行检测

D、中断无法打断自旋锁保护的区域，在使用自旋锁时，不用考虑中断的情况

答案：D

试题解析：自旋锁会禁止抢占，但在没有关中断的情况下，可以被中断打断，为考虑中断等情况，内核中提供四种spinlock，分别为：

spin_lock()

       使用广泛，用于无中断竞争的场景下；

spin_lock_irq()

       保护的临界区会被中断打断，并在中断中访问临界区；该锁unlock时会打开之前关闭的中断，所以慎用；

spin_lock_irqsave()

       保护中断也会访问的临界区，但在获取锁时会把之前的中断状态保存起来，释放锁的时候写回，因此没有spin_lock_irq()的问题。内核中驱动程序使用较多。

spin_lock_bh()

       与下半部配合使用时，需要禁止下半部执行，用于中断下半部访问临界区的场景下。