핸드 핸드 리 눅 스 구동 7 - 커 널 상호 배척 자물쇠
19040 단어 Linux 드라이버linux드라이버
신 호 량 은 병렬 처리 환경 에서 여러 개의 프로세서 가 특정한 공공 자원 에 접근 하 는 것 을 보호 하 는 메커니즘 으로 mutex 는 상호 배척 작업 에 사용 된다.신 호 량 의 count 를 1, down () / up () 으로 초기 화하 면 mutex 와 유사 한 역할 을 할 수 있 습 니 다.
mutex 의 의 미 는 신 호 량 에 비해 간단 하고 가 볍 습 니 다. 잠 금 경쟁 이 치열 한 테스트 장면 에서 mutex 는 신 호 량 보다 집행 속도 가 빠 르 고 확장 성 이 좋 습 니 다. 또한 mutex 데이터 구조의 정 의 는 신 호 량 보다 적 습 니 다.
mutex 의 장점
mutex 사용 주의사항:
디 렉 터 리:
/linux/include/linux/mutex.h
/*
* Simple, straightforward mutexes with strict semantics:
*
* - only one task can hold the mutex at a time
* - only the owner can unlock the mutex
* - multiple unlocks are not permitted
* - recursive locking is not permitted
* - a mutex object must be initialized via the API
* - a mutex object must not be initialized via memset or copying
* - task may not exit with mutex held
* - memory areas where held locks reside must not be freed
* - held mutexes must not be reinitialized
* - mutexes may not be used in hardware or software interrupt
* contexts such as tasklets and timers
*
* These semantics are fully enforced when DEBUG_MUTEXES is
* enabled. Furthermore, besides enforcing the above rules, the mutex
* debugging code also implements a number of additional features
* that make lock debugging easier and faster:
*
* - uses symbolic names of mutexes, whenever they are printed in debug output
* - point-of-acquire tracking, symbolic lookup of function names
* - list of all locks held in the system, printout of them
* - owner tracking
* - detects self-recursing locks and prints out all relevant info
* - detects multi-task circular deadlocks and prints out all affected
* locks and tasks (and only those tasks)
*/
struct mutex {
/* 1: unlocked, 0: locked, negative: locked, possible waiters */
atomic_t count;
spinlock_t wait_lock;
struct list_head wait_list;
#if defined(CONFIG_DEBUG_MUTEXES) || defined(CONFIG_SMP)
struct task_struct *owner;
#endif
#ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
void *spin_mlock; /* Spinner MCS lock */
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
const char *name;
void *magic;
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
struct lockdep_map dep_map;
#endif
};
역할 및 접근 규칙:
상호 배척 체 의 사용
초기 화
정적 정 의 는 다음 과 같 습 니 다.
DEFINE_MUTEX(name);
mutex 를 동적 으로 초기 화 합 니 다. 다음 과 같 습 니 다.
mutex_init(&mutex);
구체 적 인 실현 은 다음 과 같다.
#define mutex_init(mutex) \
do { \
static struct lock_class_key __key; \
\
__mutex_init((mutex), #mutex, &__key); \
} while (0)
void
__mutex_init(struct mutex *lock, const char *name, struct lock_class_key *key)
{
atomic_set(&lock->count, 1);
spin_lock_init(&lock->wait_lock);
INIT_LIST_HEAD(&lock->wait_list);
mutex_clear_owner(lock);
#ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
lock->spin_mlock = NULL;
#endif
debug_mutex_init(lock, name, key);
}
상호 배척 자 물 쇠 를 신청 하 다.
mutex 작업 목록 은 다음 과 같 습 니 다.
방법.
묘사 하 다.
mutex_lock(struct mutex*)
지정 한 mutex 에 자 물 쇠 를 잠 그 고 사용 하지 않 으 면 잠 을 잔다.
mutex_unlock(struct mutex*)
지정 한 mutex 잠 금 해제
mutex_trylock(struct mutex*)
보기 에서 지정 한 mutex 를 가 져 옵 니 다. 성공 하면 1 을 되 돌려 줍 니 다.그렇지 않 으 면 자물쇠 가 져 옵 니 다. 반환 값 은 0 입 니 다.
mutex_is_lock(struct mutex*)
자물쇠 가 징용 되면 1 을 되 돌려 줍 니 다.그렇지 않 으 면 0 으로 돌아 갑 니 다.
mutex 의 간결 성과 효율 성 은 사용 신 호 량 보다 더 많은 제한 성에 서 비롯 된다.이것 은 신 호 량 과 다르다. 왜냐하면 mutex 는 Dijkstra 디자인 의 취지 에서 가장 기본 적 인 행 위 를 실 현 했 기 때문이다.따라서 mutex 의 사용 장면 은 상대 적 으로 엄격 하 다.
(1) 코드: linux / kernel / mutex. c
void inline fastcall __sched mutex_lock(struct mutex *lock);
// 。
실제로 count 에 게 자감 작업 을 한 다음 에 자체 의 자전 자 물 쇠 를 사용 하여 임계 구역 에 들 어가 조작 합 니 다.먼저 count 의 값 을 얻 고 count 를 － 1 로 설정 하 며 원래 count 가 1 로 설정 되 어 있 으 면 서로 배척 하 는 자 물 쇠 를 얻 을 수 있다 고 판단 하면 직접 얻 고 뛰 어 내 립 니 다.그렇지 않 으 면 순환 에 들 어가 상호 배척 잠 금 상 태 를 반복 적 으로 테스트 한다.순환 에서 도 먼저 상호 배척 잠 금 의 원래 상 태 를 얻 고 이 를 － 1 로 판단 하 며 가 져 올 수 있다 (1 과 같다) 면 순환 을 종료 합 니 다. 그렇지 않 으 면 현재 프로 세 스 의 상 태 를 중단 할 수 없 는 상태 로 설정 하고 자신의 자 물 쇠 를 풀 고 수면 상태 에 들 어가 서 조절 이 깨 어 날 때 자신의 자 물 쇠 를 얻 고 새로운 조회 에 들 어가 자신의 상 태 를 조회 합 니 다.순환
(2) 구체 적 으로 linux / kernel / mutex. c 참조
int fastcall __sched mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock)；
mutex lock () 과 마찬가지 로 상호 배척 자 물 쇠 를 가 져 옵 니 다. 상호 배척 자 물 쇠 를 얻 거나 잠 에 들 어 갈 때 까지 0 으로 돌아 갑 니 다. 자 물 쇠 를 가 져 오 기 를 기다 리 는 동안 수면 상태 에 들 어가 신 호 를 받 으 면 EINIR 로 돌아 갑 니 다.
(3) 리 눅 스 / kernel / mutex. c 참조
int fastcall __sched mutex_trylock(struct mutex *lock);
상호 배척 자 물 쇠 를 가 져 오 려 고 합 니 다. 성공 적 으로 가 져 오 면 1 로 돌아 갑 니 다. 그렇지 않 으 면 0 으로 돌아 가 고 기다 리 지 않 습 니 다.
상호 배척 자 물 쇠 를 방출 하 다.
구체 적 으로 linux / kernel / mutex. c 참조
void fastcall mutex_unlock(struct mutex *lock);
현재 프로 세 스에 서 가 져 온 상호 배척 자 물 쇠 를 풀 수 있 습 니 다. 이 함 수 는 중단 컨 텍스트 에 사용 할 수 없 으 며 잠 겨 있 지 않 은 상호 배척 자 물 쇠 를 풀 수 없습니다.
상호 배척 자물쇠 시용 주의사항
상호 배척 체 와 신 호 량 이 비슷 하 다. 커 널 에 있 는 두 가지 공존 은 헷 갈 릴 수 있다. 다행히 이들 의 표준 사용 방식 은 모두 간단 한 규범 이 있다. mutex 의 특정한 제약 이 사용 을 방해 하지 않 는 한 신 호 량 보다 mutex 를 우선 사용 해 야 한다. 새로운 코드 를 쓸 때 만 특수 한 상황 (보통 바 텀 코드) 에 부 딪 힐 수 있다.신 호 량 을 사용 해 야 합 니 다. 따라서 mutex 를 선택 하 는 것 을 권장 합 니 다. 제약 조건 을 만족 시 키 지 못 하고 다른 선택 이 없 을 경우 신 호 량 을 선택 하 는 것 을 고려 하 십시오.
자 회전 자물쇠 와 상호 배척 체 사용 장소
자 물 쇠 를 언제 사용 하 는 지, 상호 배척 체 (또는 신 호 량) 를 언제 사용 하 는 지 알 아 보 는 것 은 좋 은 코드 를 만 드 는 데 중요 하지만, 대부분의 경우 에는 많은 고려 가 필요 하지 않 습 니 다. 인 터 럽 트 컨 텍스트 에 서 는 자 물 쇠 를 사용 할 수 있 을 뿐, 작업 이 잠 들 때 는 상호 배척 체 만 사용 할 수 있 기 때 문 입 니 다.
다음은 각종 자물쇠 의 수요 상황 을 정리 하 겠 습 니 다.
수요
제안 한 잠 금 방법
저비용 에 자 물 쇠 를 채우다.
자동 잠 금 우선 사용
단기 잠 금
자동 잠 금 우선 사용
장기 잠 금
우선 상호 배척 체 사용
인 터 럽 트 상하 문 에 잠 금 추가
자 물 쇠 를 사용 하 다
자 물 쇠 를 가지 고 있 으 면 잠 이 필요 하 다.
상호 배척 체 를 사용 하 다
상호 배척 잠 금 및 잠 금 해제 사용 사례
사용 방법 은 다음 과 같다.
1. struct mutex mutex;
2. mutex_init(&mutex); /* */
3. //
4. mutex_lock(&mutex);
5.
6. //
7.
8. //
9. mutex_unlock(&mutex);
상호 배척 체 는 더 이상 사용 계 수 를 관리 할 필요 가 없 기 때문에 간략화 판 신 호 량 임 을 알 수 있다.
아래 네트워크 카드 DM 9000 의 구동 입 니 다. 그 중에서 eeprom 에 기 록 된 동작 은 mutex 체 제 를 사 용 했 습 니 다.
static void
dm9000_write_eeprom(board_info_t *db, int offset, u8 *data)
{
unsigned long flags;
if (db->flags & DM9000_PLATF_NO_EEPROM)
return;
mutex_lock(&db->addr_lock);
spin_lock_irqsave(&db->lock, flags);
iow(db, DM9000_EPAR, offset);
iow(db, DM9000_EPDRH, data[1]);
iow(db, DM9000_EPDRL, data[0]);
iow(db, DM9000_EPCR, EPCR_WEP | EPCR_ERPRW);
spin_unlock_irqrestore(&db->lock, flags);
dm9000_wait_eeprom(db);
mdelay(1); /* wait at least 150uS to clear */
spin_lock_irqsave(&db->lock, flags);
iow(db, DM9000_EPCR, 0);
spin_unlock_irqrestore(&db->lock, flags);
mutex_unlock(&db->addr_lock);
}
eeprom 에 데 이 터 를 기록 할 때마다 (임계 자원 에 접근) 이 자원 에 대응 하 는 상호 배척 잠 금 db - > addr lock 을 먼저 얻 고 사용 이 완료 되면 이 잠 금 을 풀 어야 합 니 다.
리 눅 스에 관 한 더 많은 자 료 를 얻 으 려 면 공식 번호 인 '리 눅 스 한 입' 에 관심 을 가 져 주 십시오.
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