Linux 设备驱动 ====> 并发控制 --- 原子操作

原子操作

原子的操作指的就是在执行过程中不会被别的代码所中断的操作。

在Linux中原子操作的方法有很多，有整型原子和位原子，他们在任何情况下操作都是原子的，这些原子操作的实现都是依赖CPU来实现的，因此这些函数都与CPU架构密切相关。

整型原子

我们arm架构的原子实现在kernel/arch/arm/include/asm/atomic.h

1. 设置源自变量的值

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static inline void atomic_set(atomic_t *v, int i);            //设置原子的值  

atomic_t = ATOMIC_INIT(0);                                    //定义原子变量并且初始化为0  

2. 获取原子变量的值

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#define atomic_read(v)  ((v)->counter)                         //返回原子变量的值  

3. 原子变量加减，自增自减

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#define atomic_add(i, v)    (void) atomic_add_return(i, v)  

#define atomic_inc(v)       (void) atomic_add_return(1, v)  

#define atomic_sub(i, v)    (void) atomic_sub_return(i, v)  

#define atomic_dec(v)       (void) atomic_sub_return(1, v)  

4. 操作并测试

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int atomic_inc_and_test(atomic_t *v);  

int atomic_dec_and_test(atomic_t *v);  

int atomic_sub_and_test(int i, atomic_t *v);  

上述操作对原子变量执行自增、自减和减操作后测试其是否为0,为-则返回true，否则返回false。

5. 操作并返回

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int atomic_add_return(int i,atomic_t *v);  

<pre name="code" class="cpp">int atomic_sub_return(int i,atomic_t *v);</pre><pre name="code" class="cpp">int atomic_inc_return(atomic_t *v);</pre><pre name="code" class="cpp">int atomic_dec_return(atomic_t *v);</pre><p></p>  

<pre></pre>  

<br>  

返回新值。  

<p></p>  

<p><strong><span style="font-size:16px">位原子操作与整型雷同</span></strong></p>  

<p><strong><span style="font-size:16px"><br>  

</span></strong></p>  

<p><span style="font-size:16px"><strong>举个例子---使用原子变量实现设备只能被一个进程打开。</strong></span></p>  

<p>我们写一个小小的应用程序，打开之前我们的字符设备，然后sleep 10秒钟，然后再close，</p>  

<p></p><pre name="code" class="cpp">#include <stdio.h>  

#include <fcntl.h>  

#include <unistd.h>  

  

int main()  

{  

    int fd;  

    fd = open("/dev/globalmem",O_RDWR);  

    if(fd == -1) {  

        printf("open error!!\n");  

        return -1;  

    }  

    sleep(10);  

    printf("close fd!\n");  

    close(fd);  

    return 0;  

}</pre><br>  

我们在这sleep的10秒内去cat /dev/globalmem<p></p>  

<p></p><pre name="code" class="plain">root@jay-LJ:/dev# cat globalmem   

Hello globalmem driver  

</pre><br>  

还是可以cat出来的，如果有好多个进程都要读写我们的globalmem的话就会产生竞态，会导致读出来的数据有问题，所以这里我们让我们的驱动在同一时间只能由一个进程来访问。<p></p>  

<p>修改驱动代码如下</p>  

<p></p><pre name="code" class="cpp">static atomic_t globalmem_available = ATOMIC_INIT(1);   //define atomic valiable  

  

int globalmem_open(struct inode *inode, struct file *filp)  

{  

    if(!atomic_dec_and_test(&globalmem_available)) {  

        printk(KERN_ERR "already open!\n");  

        atomic_inc(&globalmem_available);  

        return -EBUSY;  //already open  

    }  

    printk(KERN_INFO "globalmem open!\n");  

    filp->private_data = globalmem_devp;   

    return 0;  

}  

  

int globalmem_release(struct inode *inode ,struct file *filp)  

{  

    printk(KERN_INFO "globalmem release!\n");  

    atomic_inc(&globalmem_available);  

    return 0;  

}</pre><br>  

很简单，使用我们的atomic_dec_and_test来进行原子的测试并返回，然后检测返回值来查看该设备是否已经被打开，最后在close的时候再自加1.<p></p>  

<p>我们重新编译驱动，然后加载，并跟之前一样来测试，发现在打开之后还没关闭的时候，我们去cat会发生错误，提示设备忙。</p>  

<p></p><pre name="code" class="plain">root@jay-LJ:/dev# cat globalmem   

cat: globalmem: Device or resource busy  

root@jay-LJ:/dev#   

</pre><p></p>  

<p><br>  

</p>  

原子的操作介绍到这里，结束。<br>  

=================================================================  

<p></p>  

<p style="margin-top:0px; margin-bottom:0px; padding-top:0px; padding-bottom:0px; font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; text-align:left">  

mail & MSN ：zhangjie201412@live.com</p>  

<p style="margin-top:0px; margin-bottom:0px; padding-top:0px; padding-bottom:0px; font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; text-align:left">  

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转自http://blog.csdn.net/zhangjie201412