LDD3读书笔记（第4章 并发与竞态）

#include <asm/semaphore.h>     //定义信号量和其上操作的包含文件.

 

信号量的定义和初始化

（1）静态定义及初始化

DECLARE_MUTEX(name);

DECLARE_MUTEX_LOCKED(name);

  （2）动态定义及初始化

struct semaphore sem

void init_MUTEX(struct semaphore *sem);

void init_MUTEX_LOCKED(struct semaphore *sem);

 

信号量的获取和释放

void down(struct semaphore *sem);

int down_interruptible(struct semaphore *sem);

int down_trylock(struct semaphore *sem);

void up(struct semaphore *sem); 

     down 使调用进程进入不可中断的睡眠; down_interruptible, 相反, 可以被信号打断，一般情况下都应该使用这个操作. down_trylock 不睡眠; 相反, 它立刻返回如果旗标不可用. 获得信号量并完成相关操作后必须使用 up 来释放他.

 

struct rw_semaphore;

init_rwsem(struct rw_semaphore *sem);

旗标的读者/写者版本和初始化它的函数.

void down_read(struct rw_semaphore *sem);

int down_read_trylock(struct rw_semaphore *sem);

void up_read(struct rw_semaphore *sem);

获得和释放对读者/写者旗标的读存取的函数.

void down_write(struct rw_semaphore *sem);

int down_write_trylock(struct rw_semaphore *sem);

void up_write(struct rw_semaphore *sem);

void downgrade_write(struct rw_semaphore *sem);

管理对读者/写者旗标写存取的函数.

#include <linux/completion.h>

DECLARE_COMPLETION(name);

init_completion(struct completion *c);

INIT_COMPLETION(struct completion c);

描述 Linux completion 机制的包含文件, 已经初始化 completion 的正常方法. INIT_COMPLETION 应当只用来重新初始化一个之前已经使用过的 completion.

void wait_for_completion(struct completion *c);

等待一个 completion 事件发出.

void complete(struct completion *c);

void complete_all(struct completion *c);

发出一个 completion 事件. completion 唤醒, 最多, 一个等待着的线程, 而 complete_all 唤醒全部等待者.

void complete_and_exit(struct completion *c, long retval);

通过调用 complete 来发出一个 completion 事件, 并且为当前线程调用 exit.

自旋锁

#include <linux/spinlock.h>

spinlock_t lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;

spin_lock_init(spinlock_t *lock);

定义自旋锁接口的包含文件, 以及初始化锁的 2 个方法.

void spin_lock(spinlock_t *lock);

void spin_lock_irqsave(spinlock_t *lock, unsigned long flags);

void spin_lock_irq(spinlock_t *lock);

void spin_lock_bh(spinlock_t *lock);

加锁一个自旋锁的各种方法, 并且, 可能地, 禁止中断.

int spin_trylock(spinlock_t *lock);

int spin_trylock_bh(spinlock_t *lock);

上面函数的非自旋版本; 在获取锁失败时返回 0, 否则非零.

void spin_unlock(spinlock_t *lock);

void spin_unlock_irqrestore(spinlock_t *lock, unsigned long flags);

void spin_unlock_irq(spinlock_t *lock);

void spin_unlock_bh(spinlock_t *lock);

释放一个自旋锁的相应方法.

rwlock_t lock = RW_LOCK_UNLOCKED

rwlock_init(rwlock_t *lock);

初始化读者/写者锁的 2 个方法.

void read_lock(rwlock_t *lock);

void read_lock_irqsave(rwlock_t *lock, unsigned long flags);

void read_lock_irq(rwlock_t *lock);

void read_lock_bh(rwlock_t *lock);

获得一个读者/写者锁的读存取的函数.

void read_unlock(rwlock_t *lock);

void read_unlock_irqrestore(rwlock_t *lock, unsigned long flags);

void read_unlock_irq(rwlock_t *lock);

void read_unlock_bh(rwlock_t *lock);

释放一个读者/写者自旋锁的读存取.

void write_lock(rwlock_t *lock);

void write_lock_irqsave(rwlock_t *lock, unsigned long flags);

void write_lock_irq(rwlock_t *lock);

void write_lock_bh(rwlock_t *lock);

获得一个读者/写者锁的写存取的函数.

void write_unlock(rwlock_t *lock);

void write_unlock_irqrestore(rwlock_t *lock, unsigned long flags);

void write_unlock_irq(rwlock_t *lock);

void write_unlock_bh(rwlock_t *lock);

释放一个读者/写者自旋锁的写存取的函数.

#include <asm/atomic.h>

atomic_t v = ATOMIC_INIT(value);

void atomic_set(atomic_t *v, int i);

int atomic_read(atomic_t *v);

void atomic_add(int i, atomic_t *v);

void atomic_sub(int i, atomic_t *v);

void atomic_inc(atomic_t *v);

void atomic_dec(atomic_t *v);

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);

int atomic_add_negative(int i, atomic_t *v);

int atomic_add_return(int i, atomic_t *v);

int atomic_sub_return(int i, atomic_t *v);

int atomic_inc_return(atomic_t *v);

int atomic_dec_return(atomic_t *v);

原子地存取整数变量. atomic_t 变量必须只通过这些函数存取.

#include <asm/bitops.h>

void set_bit(nr, void *addr);

void clear_bit(nr, void *addr);

void change_bit(nr, void *addr);

test_bit(nr, void *addr);

int test_and_set_bit(nr, void *addr);

int test_and_clear_bit(nr, void *addr);

int test_and_change_bit(nr, void *addr);

原子地存取位值; 它们可用做标志或者锁变量. 使用这些函数阻止任何与并发存取这个位相关的竞争情况.

#include <linux/seqlock.h>

seqlock_t lock = SEQLOCK_UNLOCKED;

seqlock_init(seqlock_t *lock);

定义 seqlock 的包含文件, 已经初始化它们的 2 个方法.

unsigned int read_seqbegin(seqlock_t *lock);

unsigned int read_seqbegin_irqsave(seqlock_t *lock, unsigned long flags);

int read_seqretry(seqlock_t *lock, unsigned int seq);

int read_seqretry_irqrestore(seqlock_t *lock, unsigned int seq, unsigned long flags);

获得一个 seqlock-保护 的资源的读权限的函数.

void write_seqlock(seqlock_t *lock);

void write_seqlock_irqsave(seqlock_t *lock, unsigned long flags);

void write_seqlock_irq(seqlock_t *lock);

void write_seqlock_bh(seqlock_t *lock);

获取一个 seqlock-保护的资源的写权限的函数.

void write_sequnlock(seqlock_t *lock);

void write_sequnlock_irqrestore(seqlock_t *lock, unsigned long flags);

void write_sequnlock_irq(seqlock_t *lock);

void write_sequnlock_bh(seqlock_t *lock);

释放一个 seqlock-保护的资源的写权限的函数.

#include <linux/rcupdate.h>

需要使用读取-拷贝-更新(RCU)机制的包含文件.

void rcu_read_lock;

void rcu_read_unlock;

获取对由 RCU 保护的资源的原子读权限的宏定义.

void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(void *arg), void *arg);

安排一个回调在所有处理器已经被调度以及一个 RCU-保护的资源可用被安全的释放之后运行.