【linux】常用的互斥手段及实例简述
文章目录
- 10. 原子变量(atomic_t)
- 20. 自旋锁(spinlock_t)
- 21. 读写锁(rwlock_t)
- 22. 顺序锁(seqlock_t)
10. 原子变量(atomic_t)
- 头文件
#include <linux/types.h>
// -> <linuc/atomic.h>
// -> <asm-generic/atomic64.h>
- 结构体
/* 32bit */
typedef LONG atomic_t;
#define LONG .wordk
/* 64bit */
typedef struct {long long counter;
} atomic64_t;
- 实例
#ifdef _TEST_ATOMIC_32/* 32bit */int val_a = 0;atomic_t a = ATOMIC_INIT(0);// int a = 32;// set / readatomic_set(&a, 32); // a = 100;val_a = atomic_read(&a); // VAL = a;// add / subatomic_add(1, &a); // a = a + 1;atomic_sub(2, &a); // a = a - 1;// inc / decatomic_inc(&a); // a++;atomic_dec(&a); // a--;
#else/* 64bit */u64 val_b = 0; // unsigned long long val_b = 0;atomic64_t b = ATOMIC64_INIT(0); // unsigned long long b = 0;// set / readatomic64_set(&b, 64); // b = 64val_b = atomic64_read(&b); // VAL = b;// add / subatomic64_add(1, &b); // b = b + 1;atomic64_sub(2, &b); // b = b - 1;// inc / decatomic64_inc(&b); // b++;atomic64_dec(&b); // b--;
#endif
- 备注
32bit与64bit有两套接口,但是部分API是通用的,
底层实现都是靠barrier(),
不同长度的数据读取也可以靠类型转换来实现。
20. 自旋锁(spinlock_t)
- 头文件
#include <linux/spinlock_types.h> // for spinlock
- 结构体
typedef struct spinlock {union {struct raw_spinlock rlock;};
} spinlock_t;
- 实例
#include <linux/spinlock_types.h>static DEFINE_SPINLOCK(vga_lock); // init{unsigned long flags;spin_lock_irqsave(&test_spinlock, flags);{// do something}spin_unlock_irqrestore(&test_spinlock, flags);}
#if 0{/* in irq */spin_lock();spin_unlock();}
#endif
- 备注
- 临界代码中不要调用会引起系统调度的代码,即不要把cpu让出去
- 中断肯定会导致嵌套,而锁又不能做系统调度,两者量结合会导致死锁,所以需要屏蔽中断。
2.1 调用_irqsave()、_irqrestore()做中断现场的保存和恢复
2.2 中断中直接调用,不需要处理中断- 头文件会有嵌套,这里的头文件只是最终的头文件,下面不再赘述
21. 读写锁(rwlock_t)
- 头文件
#include <linux/rwlock_types.h> // for rwlock
- 结构体
typedef struct {arch_rwlock_t raw_lock;
} rwlock_t;
- 实例
#include <linux/rwlock_types.h>static DEFINE_RWLOCK(test_rwlock); // init{unsigned long flags;/* read lock */read_lock_irqsave(&test_rwlock, flags);{// read something}read_unlock_irqrestore(&test_rwlock, flags);/* write lock */write_lock_irqsave(&test_rwlock, flags);{// write something}write_unlock_irqrestore(&test_rwlock, flags);}
- 备注
- 自旋锁解决了 读-读、读-写、写-写的竞态,但是读-读是可以并发的,所以引入了读写锁
- 与自旋锁在使用上的区别在于,定义了将读-写分成了两部分API,由程序员分类处理读写
22. 顺序锁(seqlock_t)
- 头文件
#include <linuc/seqlock.h> // for seqlock
- 结构体
typedef struct {struct seqcount seqcount;spinlock_t lock;
} seqlock_t;
- 实例
#include <linuc/seqlock.h>static DEFINE_SEQLOCK(test_seqlock); // init{unsigned long flags;/* read seqlock */{unsigned seq;
retry:seq = read_seqbegin(&test_seqlock);{// read something}if(read_seqretry(&test_seqlock, seq))goto retry;}/* write seqlock */write_seqlock_irqsave(&test_seqlock, flags);{// write something}write_sequnlock_irqrestore(&test_seqlock, flags);}
- 备注
- 顺序锁在读写锁的基础上,又允许了写-写的并发,其实现逻辑如下:
1.1 写:获取锁,写操作,释放锁(写操作会修改序号,给读取函数来判断)
1.2 读:先获取一个序号,读操作,判断之前的序号是否变化,如果变化了重新执行“获取-读取-判断”
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