【Linux Device Driver】—（2）—Concurrency and Race Conditions——原理

最新推荐文章于 2025-01-12 21:52:14 发布

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#concurrency #linux #semaphore #struct #多线程 #编程

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本文详细介绍了Linux操作系统中的并发控制技术，包括信号量和自旋锁的使用方法及特性。重点阐述了信号量的初始化、获取、释放等操作，以及自旋锁的优势和应用场合，旨在帮助读者更好地理解和掌握Linux并发控制的基础知识。

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关于并发控制，说实话，这本书介绍的太 TM 详细了，尤其是关于 rwsem 结构的函数，木有用过啊，它也不给几个例子看看，呜呜了。。

网上比较好的介绍这个东西的可以看看这个链接：http://blog.youkuaiyun.com/lanmanck/article/details/4606775

这里由于只是介绍我个人的东西，所以，读写信号量我感觉我不会涉及太多，你懂得（还不到水平）！

并发控制

在 Linux 操作系统中，同一时间可能有多个内核，执行流在执行，因此内核其实像多进程多线程编程一样也需要一些同步机制来同步各执行单元对共享数据的访问。尤其在多处理系统上更需要一些同步机制来同步不同处理器上的执行单元对共享数据的访问。

1、信号量（semaphore）

#include <linux/semaphore.h>

/* 下面的这两个函数貌似在 2.6.38 中已经被丢弃了！改成 #define DEFINE_SEMAPHORE(name) */

DECLARE_MUTEX(name);
DECLARE_MUTEX_LOCKED(name);
void sema_init(struct semaphore *sem, int val);
void down(struct semaphore *sem);
int __must_check down_interruptible(struct semaphore *sem);
int __must_check down_killable(struct semaphore *sem);
int __must_check down_trylock(struct semaphore *sem);
int __must_check down_timeout(struct semaphore *sem, long jiffies);
void up(struct semaphore *sem);

2、自旋锁（spinlock）

由于自旋锁使用者一般保持时间很短，因此选择自旋而不是睡眠时非常重要的，自旋锁的效率远高于互斥锁！

自旋锁保持期间是强占失效的，而信号量保持期间是可以被强占的。自旋锁只有在内核可强占或者对称多处理器（SMP）的情况下才真正需要，在单CPU且不可强占的内核下，自旋锁的所有操作都是空操作。

#include <linux/spinlock_types.h>

#define __SPIN_LOCK_UNLOCKED(lockname) 

#define DEFINE_SPINLOCK(x)	spinlock_t x = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(x)


#include <linux/spinlock.h>

#define spin_lock_init(_lock)
int spin_trylock(spinlock_t *lock);
void spin_lock(spinlock_t *lock);
void spin_unlock(spinlock_t *lock);
void spin_lock_irq(spinlock_t *lock);
void spin_unlock_irq(spinlock_t *lock);