设备驱动中的并发控制笔记 --笔记结构基于《linux驱动开发入门与实战》

无论在学习还是在生活中，做一件事情都有一个理由。

学习的时候要明白为什么要学这个

为什么 ，这个是为什么存在,存在的目的是什么？ 

怎么做， 这个怎么做可以达到要解决的问题。有哪些方法可以做

1 为什么要进行并发控制？

现代处理器有三大特性：　中断处理，多任务处理和多处理器－－导致的多个进程，线程，CPU同时访问一个资源会发生错误，所以并发控制的目的是：对共用资源进行保护。

       并发控制的方法
1 原子变量操作:不会在执行完毕前辈其他任务中断和打断.

其中API和原子类型定义在：include/asm/atomic.h；原子操作定义在内存中而不是寄存器中。

原子变量的操作方法：

i,  原子整形操作

存在目的：可能有时候共享的资源只是一个简单地整型数值。

定义方法： atomic_t xxxx ; 

操作方法： atomic_t类型只能通过linux内核定义的专门的函数操作。

1,定义宏变量 #define ATOMIC_INIT(i) { (i) } .

2,设置atomic_t变量的值 atomic_set(v,i) ;

3,读取atomic_t的值   atomic_read(v); 

4, 变量的加减法        atomic_add(int i,volatile atomic_t *v)  / atomic_sub(int i,volatile atomic_t *v);

5,变量自加自减 atomic_inc(volatile atomic *v)  /  atomic_dec(int i,volatile atomic_t *v) ; 

6，加减法测试  atomic_dec_and_test(volatile atomic_t *v) ;

ii, 原子位操作

存在的目的：根据bit位进行单独的操作一个数据

 操作方法 ： 定义某个数据的指针

设置位：static inline void set_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; //addr变量的第nr位置设置为1 

清除位：static inline void clear_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

反转位：static inline void change_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

设置并且返回之前的值：static inline int test_and_set_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

static inline int test_and_clear_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

static inline int test_and_change_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

非原子操作：在这个函数之前增加__表示非原子操作。

设置位：static inline void __set_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; //addr变量的第nr位置设置为1 

清除位：static inline void __clear_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

反转位：static inline void __change_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

设置并且返回之前的值：static inline int __test_and_set_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

static inline int __test_and_clear_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

static inline int __test_and_change_bit(int nr ,bolatile unsigned long *addr) ; 

2自旋锁

存在的目的:解决原子操作在多个函数来回运行不能处理的时候。

类型：struct spinlock_t xxx ; 

使用方法： 

定义和初始化自旋锁：struct spinlock_t lock =SPIN_LOCK_UNLOCKED ;

   void spin_lock_init(&lock) ;

锁定自旋锁：#define spin_lock(&lock) ;

******需要保护的临界资源******

释放自旋锁：   #define spin_unlock(&lock)       

注意事项:自旋锁是一种忙等待

自旋锁不能被递归调用函数。

3信号量

存在的目的： 进程等待的时候会在等待列队中睡眠，唤醒后再从唤醒的地方开始执行

（只有能睡眠的进程才能使用信号量，而中断不能睡眠就不能使用信号量）

信号量操作:

类型： struct semaphore{

spinlock_t lock ; 

unsigned int count ;

struct list_head wait_list ; 

}

4完成量 

 struct completion {

unsigned int done ; 

wait_queue_head_t wait ; 

}