先看进程间的互斥。在linux内核中主要通过semaphore机制和spin_lock 机制实现。主要的区别是在semaphore机制中,进不了临界区时会进行进程的切换,而spin_lock刚执行忙等(在SMP中)。先看内核中的 semaphore机制。前提是对引用计数count增减的原子性操作。内核用atomic_t的数据结构和在它上面的一系列操作如atomic_add ()、atomic_sub()等等实现。(定义在atomic.h中)semaphone机制主要通过up()和down()两个操作实现。 semaphone的结构为:
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相应的down()函数为:
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相应的up()函数为:
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当然,还有另一种情况,就是up()操作和down()操作是交*出现的,一般的规律就是,如果进程在临界区期间又有进程(无论是哪个进程,新来的还是刚被唤醒的那个)进入睡眠,就会令count的值从0变为-1,从而进程在从临界区出来执行 up()里就必须执行一次wake_up(),以确保所有的进程都能被唤醒,因为多唤醒几个是没关系的。如果进程在临界区期间没有别的进程进入睡眠,则从临界区出来执行up()时就用不着去执行wake_up()了(当然,执行了也没什么影响,不过多余罢了)。而为什么要把wake_up()和count ++分开呢,可以从上面的up1看出来,例如,进程2第一次得到机会运行时,本来这时唤醒它的进程还没执行up()的,但有可能其它进程执行了up() 了,所以真有可能会发现count==1的情况,这时它就真的不用睡觉了,令count=sleepers=0,就可以接着往下执行了。还可看出一点,一般的,( count ,sleepers)的值的取值范围为(n ,0)[n>0] 和(0 ,0)和 (1 ,-1)。下边看看spin_lock机制。
Spin_lock采用的方式是让一个进程运行,另外的进程忙等待,由于在只有一个cpu的机器(UP)上微观上只有一个进程在运行。所以在UP中,spin_lock和spin_unlock就都是空的了。在SMP中, spin_lock()和spin_unlock()定义如下:
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一般是如此使用:
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