內(nèi)核同步方法

1、1、原子操作可以保證指令以原子的方式執(zhí)行——執(zhí)行過(guò)程不被打斷。內(nèi)核提供了兩組原子操作接口，一組針對(duì)整數(shù)進(jìn)行操作，一組針對(duì)單獨(dú)的位進(jìn)行操作。2、針對(duì)整數(shù)的原子操作只能對(duì)atomic_t類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。引入這個(gè)特殊數(shù)據(jù)類型主要是出于三個(gè)原因：首先，讓原子函數(shù)只接受atomic_t類型的操作數(shù)可以確保原子操作只與這種特殊類型的數(shù)據(jù)一起使用。同時(shí)這也保證了該類型的數(shù)據(jù)不會(huì)被傳遞給其他任何非原子函數(shù)。其次，使用atomic_t類型確保編譯器不

2、對(duì)相應(yīng)的值進(jìn)行訪問(wèn)優(yōu)化——這點(diǎn)使得原子操作最終接收到正確的內(nèi)存地址，而不只是一個(gè)別名。最后，在不同體系結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)原子操作的時(shí)候，使用atomic_t可以屏蔽期間的差異。3、盡管Linux支持的所有機(jī)器上的整型數(shù)據(jù)都是32位的，但是使用atomic_t的代碼只能將該類型的數(shù)據(jù)當(dāng)作24位來(lái)用。這是因?yàn)樵赟PARC體系結(jié)構(gòu)上對(duì)原子操作缺乏指令級(jí)的支持，所以32位int類型的低8位被嵌入一個(gè)鎖中，利用該鎖來(lái)避免對(duì)原子類型數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問(wèn)。4、原子

3、整數(shù)操作最常見的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器，一般使用atomic_inc()和atomic_dec()這兩個(gè)函數(shù)。所有的標(biāo)準(zhǔn)原子整數(shù)操作見下表：原子整數(shù)操作原子整數(shù)操作描述描述ATOMIC_INIT(inti)在聲明一個(gè)atomic_t變量時(shí)，將它初始化為iintatomic_read(atomic_tv)原子地讀取整數(shù)變量vvoidatomic_set(atomic_tvinti)原子地設(shè)置v值為ivoidatomic_add(intiatom

4、ic_tv)原子地給v加ivoidatomic_sub(intiatomic_tv)原子地從v減ivoidatomic_inc(atomic_tv)原子地給v加1voidatomic_dec(atomic_tv)原子地給v減1intatomic_sub__test(intiatomic_tv)原子地從v減i，若結(jié)果等于0返回真，否則返回假intatomic_add_negative(intiatomic_tv)原子地從v加i，若結(jié)果是負(fù)

5、數(shù)返回真，否則返回假intatomic_dec__test(atomic_tv)原子地從v減1，若結(jié)果等于0返回真，否則返回假intatomic_inc__test(atomic_tv)原子地從v加1，若結(jié)果等于0返回真，否則返回假5、原子操作通常是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，往往是通過(guò)內(nèi)嵌匯編指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在編寫代碼時(shí)，能使用原子操作的時(shí)候，就盡量不要使用復(fù)雜的加鎖機(jī)制。對(duì)多數(shù)體系結(jié)構(gòu)來(lái)講，原子操作與更復(fù)雜的同步方法相比較，給系統(tǒng)帶來(lái)的開銷小，對(duì)高速緩

6、存行的影響也小。spin_trylock()試圖獲取指定的鎖，如果未獲取則返回非0spin_is_locked()如果指定的鎖當(dāng)前正在被獲取則返回非0，否則返回0spin_lock_bh()禁止所有下半部的執(zhí)行，并獲取指定的鎖spin_unlock_bh()釋放指定的鎖，允許下半部的執(zhí)行9、當(dāng)下半部和進(jìn)程上下文共享數(shù)據(jù)時(shí)，需要加鎖的同時(shí)還要禁止下半部執(zhí)行；當(dāng)中斷處理程序和下半部共享數(shù)據(jù)時(shí)，需要加鎖的同時(shí)還要禁止中斷；當(dāng)數(shù)據(jù)被兩個(gè)不同種類

7、的tasklet共享或軟中斷共享時(shí)，沒有必要禁止下半部。10、當(dāng)對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作可以被劃分為讀寫兩種類別時(shí)，可以使用Linux專門提供的讀——寫自旋鎖。這種自旋鎖為讀和寫分別提供了不同的鎖。一個(gè)或多個(gè)讀任務(wù)可以并發(fā)的持有讀者鎖；相反，用于寫的鎖最多只能被一個(gè)寫任務(wù)持有，而且此時(shí)不能有并發(fā)的讀操作。11、通常情況下，讀鎖和寫鎖會(huì)位于完全分割開的代碼分支中，下面的代碼將會(huì)帶來(lái)死鎖：read_lock(write_lock(因?yàn)閷戞i會(huì)不斷

8、自旋，等待所有的讀鎖釋放，其中也包括它自己。當(dāng)確實(shí)需要寫操作時(shí)，要在一開始就請(qǐng)求寫鎖。如果寫和讀不能清晰分開的話，那么就使用一般的自旋鎖。多個(gè)讀者可以安全地獲得同一個(gè)讀鎖，即使一個(gè)線程遞歸地獲得一個(gè)讀鎖也是安全的。這個(gè)特性使讀——寫自旋鎖成為一種有用并且常用的優(yōu)化手段。讀——寫鎖這種機(jī)制照顧讀要比照顧寫多一點(diǎn)。讀鎖被持有時(shí)，寫鎖只能等待，但讀者卻可以繼續(xù)成功地占用鎖，大量的讀者就會(huì)使掛起的寫者處于饑餓狀態(tài)。讀——寫鎖的操作見下表：方法方

9、法描述描述read_lock()獲取指定的讀鎖read_lock_irq()禁止本地中斷并獲取指定的讀鎖read_lock_irqsave()保存本地中斷的當(dāng)前狀態(tài)，禁止本地中斷并獲取指定的讀鎖read_unlock()釋放指定的讀鎖read_unlock_irq()釋放指定的讀鎖，并激活本地中斷read_unlock_irqreste()釋放指定的讀鎖，并讓本地中斷恢復(fù)到以前的狀態(tài)write_lock()獲取指定的寫鎖write_lo