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并發(fā)指的是多個執(zhí)行單元同時,、并行被執(zhí)行,，而并發(fā)的執(zhí)行單元對共享資源的訪問則很容易導致競態(tài) linux內(nèi)核中主要競態(tài) 這幾個互斥的介紹： 1.中斷屏蔽，這個主要用于單CPU,，中斷屏蔽將使得中斷和進程之間的并發(fā)不再發(fā)生,。使用方法： local_irq_disable();//屏蔽中斷 ********************************************************************************************************************************************************** 2.原子操作,，原子操作是一系列的不能被打斷的操作,。linux內(nèi)核提供了一系列的函數(shù)來實現(xiàn)內(nèi)核中的原子操作，這些函數(shù)分為2類,，分別針對位和整型變量 1.定義原子變量并設置變量值 ********************************************************************************************************************************************************** 自旋鎖的操作步驟： 1.定義自旋鎖 spinlock_t lock; ,。,。。,。臨界區(qū) spin_unlock(&lock);//釋放自旋鎖 自旋鎖不關(guān)心鎖定的臨界區(qū)究竟是如何執(zhí)行的,。不管是讀操作還是寫操作，實際上,，對共享資源進行讀取的時候是應該可以允許多個執(zhí)行單元同時 它保留了自旋的特性,，但在對操作上面可以允許有多個單元進程同時操作,。當然，讀和寫的時候不能同時進行,。 現(xiàn)在又有問題了,，如果我第一個進程寫共享資源，第二個進程讀的話,，一旦寫了,，那么就讀不到了，可能寫的東西比較多,，但是第二個進程讀很小,，那么
主要操作： 1.定義sem信號量
3.獲得信號量 4.釋放信號量 DECLARE_MUTEX(sem); down(&sem); .....臨界區(qū) up(&sem); linux自旋鎖和信號量采用的“獲取鎖-訪問臨界區(qū)-釋放鎖”的方式,。
5.互斥體
一個fifo的綜合例子  /*====================================================================== A globalfifo driver as an example of char device drivers This example is to introduce poll,blocking and non-blocking access The initial developer of the original code is Baohua Song <[email protected]>. All Rights Reserved. ======================================================================*/ #include <linux/module.h> #include <linux/types.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/mm.h> #include <linux/sched.h> #include <linux/slab.h> #include <linux/init.h> #include <linux/cdev.h> #include <asm/io.h> #include <asm/system.h> #include <asm/uaccess.h> #include <linux/poll.h> #include <linux/time.h> #include <linux/timer.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/spinlock.h> #include <linux/interrupt.h> #define GLOBALFIFO_SIZE 0x1000 /*全局fifo最大4K字節(jié)*/ #define FIFO_CLEAR 0x1 /*清0全局內(nèi)存的長度*/ #define GLOBALFIFO_MAJOR 250 /*預設的globalfifo的主設備號*/ static int globalfifo_major = GLOBALFIFO_MAJOR; /*globalfifo設備結(jié)構(gòu)體*/ struct globalfifo_dev { struct cdev cdev; /*cdev結(jié)構(gòu)體*/ unsigned int current_len; /*fifo有效數(shù)據(jù)長度*/ unsigned char mem[GLOBALFIFO_SIZE]; /*全局內(nèi)存*/ struct semaphore sem; /*并發(fā)控制用的信號量*/ wait_queue_head_t r_wait; /*阻塞讀用的等待隊列頭*/ wait_queue_head_t w_wait; /*阻塞寫用的等待隊列頭*/ struct tasklet_struct tlet; }; struct globalfifo_dev *globalfifo_devp; /*設備結(jié)構(gòu)體指針*/ /*文件打開函數(shù)*/ int globalfifo_open(struct inode *inode, struct file *filp) { /*將設備結(jié)構(gòu)體指針賦值給文件私有數(shù)據(jù)指針*/ filp->private_data = globalfifo_devp; return 0; } /*文件釋放函數(shù)*/ int globalfifo_release(struct inode *inode, struct file *filp) { return 0; } /* ioctl設備控制函數(shù) */ static int globalfifo_ioctl(struct inode *inodep, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg) { struct globalfifo_dev *dev = filp->private_data;/*獲得設備結(jié)構(gòu)體指針*/ switch (cmd) { case FIFO_CLEAR: down(&dev->sem); //獲得信號量 dev->current_len = 0; memset(dev->mem,0,GLOBALFIFO_SIZE); up(&dev->sem); //釋放信號量 printk(KERN_INFO "globalfifo is set to zero\n"); break; default: return - EINVAL; } return 0; } static unsigned int globalfifo_poll(struct file *filp, poll_table *wait) { unsigned int mask = 0; struct globalfifo_dev *dev = filp->private_data; /*獲得設備結(jié)構(gòu)體指針*/ down(&dev->sem); poll_wait(filp, &dev->r_wait, wait); poll_wait(filp, &dev->w_wait, wait); /*fifo非空*/ if (dev->current_len != 0) { mask |= POLLIN | POLLRDNORM; /*標示數(shù)據(jù)可獲得*/ } /*fifo非滿*/ if (dev->current_len != GLOBALFIFO_SIZE) { mask |= POLLOUT | POLLWRNORM; /*標示數(shù)據(jù)可寫入*/ } up(&dev->sem); return mask; } /*globalfifo讀函數(shù)*/ static ssize_t globalfifo_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count,loff_t *ppos) { int ret; struct globalfifo_dev *dev = filp->private_data; //獲得設備結(jié)構(gòu)體指針 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current); //定義等待隊列 down(&dev->sem); //獲得信號量 add_wait_queue(&dev->r_wait, &wait); //進入讀等待隊列頭 /* 等待FIFO非空 */ if (dev->current_len == 0) { if (filp->f_flags &O_NONBLOCK) { ret = - EAGAIN; goto out; } __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE); //改變進程狀態(tài)為睡眠 up(&dev->sem); schedule(); //調(diào)度其他進程執(zhí)行 if (signal_pending(current)) //如果是因為信號喚醒 { ret = - ERESTARTSYS; goto out2; } down(&dev->sem); } /* 拷貝到用戶空間 */ if (count > dev->current_len) count = dev->current_len; if (copy_to_user(buf, dev->mem, count)) { ret = - EFAULT; goto out; } else { memcpy(dev->mem, dev->mem + count, dev->current_len - count); //fifo數(shù)據(jù)前移 dev->current_len -= count; //有效數(shù)據(jù)長度減少 printk(KERN_INFO "read %d bytes(s),current_len:%d\n", count, dev->current_len); wake_up_interruptible(&dev->w_wait); //喚醒寫等待隊列 ret = count; } out: up(&dev->sem); //釋放信號量 out2:remove_wait_queue(&dev->w_wait, &wait); //從附屬的等待隊列頭移除 set_current_state(TASK_RUNNING); return ret; } /*globalfifo寫操作*/ static ssize_t globalfifo_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) { struct globalfifo_dev *dev = filp->private_data; //獲得設備結(jié)構(gòu)體指針 int ret; DECLARE_WAITQUEUE(wait, current); //定義等待隊列 down(&dev->sem); //獲取信號量 add_wait_queue(&dev->w_wait, &wait); //進入寫等待隊列頭 /* 等待FIFO非滿 */ if (dev->current_len == GLOBALFIFO_SIZE) { if (filp->f_flags &O_NONBLOCK) //如果是非阻塞訪問 { ret = - EAGAIN; goto out; } __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE); //改變進程狀態(tài)為睡眠 up(&dev->sem); schedule(); //調(diào)度其他進程執(zhí)行 if (signal_pending(current)) //如果是因為信號喚醒 { ret = - ERESTARTSYS; goto out2; } down(&dev->sem); //獲得信號量 } /*從用戶空間拷貝到內(nèi)核空間*/ if (count > GLOBALFIFO_SIZE - dev->current_len) count = GLOBALFIFO_SIZE - dev->current_len; if (copy_from_user(dev->mem + dev->current_len, buf, count)) { ret = - EFAULT; goto out; } else { dev->current_len += count; printk(KERN_INFO "written %d bytes(s),current_len:%d\n", count, dev ->current_len); wake_up_interruptible(&dev->r_wait); //喚醒讀等待隊列 ret = count; } tasklet_schedule(&dev->tlet); printk("in write jiffies=%ld\n",jiffies); out: up(&dev->sem); //釋放信號量 out2:remove_wait_queue(&dev->w_wait, &wait); //從附屬的等待隊列頭移除 set_current_state(TASK_RUNNING); return ret; } /*文件操作結(jié)構(gòu)體*/ static const struct file_operations globalfifo_fops = { .owner = THIS_MODULE, .read = globalfifo_read, .write = globalfifo_write, .ioctl = globalfifo_ioctl, .poll = globalfifo_poll, .open = globalfifo_open, .release = globalfifo_release, }; /*初始化并注冊cdev*/ static void globalfifo_setup_cdev(struct globalfifo_dev *dev, int index) { int err, devno = MKDEV(globalfifo_major, index); cdev_init(&dev->cdev, &globalfifo_fops); dev->cdev.owner = THIS_MODULE; dev->cdev.ops = &globalfifo_fops; err = cdev_add(&dev->cdev, devno, 1); if (err) printk(KERN_NOTICE "Error %d adding LED%d", err, index); } void jit_tasklet_fn(unsigned long arg) { printk("in jit_tasklet_fn jiffies=%ld\n",jiffies); } /*設備驅(qū)動模塊加載函數(shù)*/ int globalfifo_init(void) { int ret; dev_t devno = MKDEV(globalfifo_major, 0); /* 申請設備號*/ if (globalfifo_major) ret = register_chrdev_region(devno, 1, "globalfifo"); else /* 動態(tài)申請設備號 */ { ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "globalfifo"); globalfifo_major = MAJOR(devno); } if (ret < 0) return ret; /* 動態(tài)申請設備結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存*/ globalfifo_devp = kmalloc(sizeof(struct globalfifo_dev), GFP_KERNEL); if (!globalfifo_devp) /*申請失敗*/ { ret = - ENOMEM; goto fail_malloc; } memset(globalfifo_devp, 0, sizeof(struct globalfifo_dev)); globalfifo_setup_cdev(globalfifo_devp, 0); init_MUTEX(&globalfifo_devp->sem); /*初始化信號量*/ init_waitqueue_head(&globalfifo_devp->r_wait); /*初始化讀等待隊列頭*/ init_waitqueue_head(&globalfifo_devp->w_wait); /*初始化寫等待隊列頭*/ /* register the tasklet */ tasklet_init(&globalfifo_devp->tlet, jit_tasklet_fn, (unsigned long)globalfifo_devp); return 0; fail_malloc: unregister_chrdev_region(devno, 1); return ret; } /*模塊卸載函數(shù)*/ void globalfifo_exit(void) { cdev_del(&globalfifo_devp->cdev); /*注銷cdev*/ kfree(globalfifo_devp); /*釋放設備結(jié)構(gòu)體內(nèi)存*/ unregister_chrdev_region(MKDEV(globalfifo_major, 0), 1); /*釋放設備號*/ } MODULE_AUTHOR("Song Baohua"); MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); module_param(globalfifo_major, int, S_IRUGO); module_init(globalfifo_init); module_exit(globalfifo_exit); |
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