Linux内核学习笔记七——内核同步机制和实现方式 Linux

yuyang911220

一 原子操作
       指令以原子的方式执行——执行过程不被打断。
1 原子整数操作
       原子操作函数接收的操作数类型——atomic_t


//定义atomic_t v;
//初始化atomic_t u = ATOMIC_INIT(0);//操作atomic_set(&v,4);      // v = 4atomic_add(2,&v);     // v = v + 2 = 6atomic_inc(&v);         // v = v + 1 = 7
//实现原子操作函数实现static inline void atomic_add(int i, atomic_t *v){    unsigned long tmp;    int result;    __asm__ __volatile__("@ atomic_add\n"　　　　"1:      ldrex      %0, [%3]\n"　　　　"  add %0, %0, %4\n"　　　　"  strex      %1, %0, [%3]\n"　　　　"  teq  %1, #0\n"　　　　"  bne 1b"    　　: "=&r" (result), "=&r" (tmp), "+Qo" (v->counter)    　　: "r" (&v->counter), "Ir" (i)    　　: "cc");}





2 原子位操作
[url=][/url]
//定义unsigned long word = 0;//操作set_bit(0,&word);       //第0位被设置1set_bit(0,&word);       //第1位被设置1clear_bit(1,&word);   //第1位被清空0//原子位操作函数实现static inline void ____atomic_set_bit(unsigned int bit, volatile unsigned long *p){       unsigned long flags;       unsigned long mask = 1UL << (bit & 31);       p += bit >> 5;       raw_local_irq_save(flags);       *p |= mask;       raw_local_irq_restore(flags);}



二 自旋锁
　　原子位和原子整数仅能对简单的整形变量进行原子操作，对于复杂的数据复杂的操作并不适用。
需要更复杂的同步方法实现保护机制——锁。
　　自旋锁：同一时刻只能被一个可执行线程持有，获得自旋锁时，如果已被别的线程持有则该线程进行循环等待锁重新可用，
然后继续向下执行。
过程如下：


　　　　



使用锁得基本形式如下：
spinlock_t lock;//获取锁spin_lock(&lock);//临界区…… //释放锁spin_unlock(&lock);



使用自旋锁防止死锁：
       自旋锁不可递归，自旋处于等待中造成死锁；
       中断处理程序中，获取自旋锁前要先禁止本地中断，中断会打断正持有自旋锁的任务，中断处理程序有可能争用已经被持有的自旋锁，造成死锁。
       读写自旋锁：将锁的用途直接分为读取和写入。
三 信号量
　　信号量：睡眠锁。如果有一个任务试图获取信号量时，
              信号量未被占用：该任务获得成功信号量；
              信号量已被占用：信号量将任任务推进等待队列，让其睡眠，处理器继续工作；当信号量被释放后，
　　　　　　　　唤醒信号量队列中的任务，并获取该信号量。
              可有读写信号量。