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并发控制

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相逢意气为君饮，系马高楼垂柳边。这篇文章主要讲述并发控制相关的知识，希望能为你提供帮助。

目录
自旋锁
完成量
自旋锁
《Linux设备驱动开发详解》=> 7.5 自旋锁
spinlock：在rt linux（配置了PREEMPT_RT）的时候可能会被抢占
（实际底层可能是使用支持PI（优先级翻转）的mutex）。
raw_spinlock：即便是配置了PREEMPT_RT也要顽强的spin
头文件位置：
include/linux/spinlock_types.h
include/linux/spinlock.h
spinlock中的定义
 raw_spinlock的定义
 接口API的含义
DEFINE_SPINLOCK(x)
 DEFINE_RAW_SPINLOCK(x)
 定义spin lock并初始化
spin_lock_init(lock)
 raw_spin_lock_init(lock)
 动态初始化spin lock
spin_lock(lock)
 raw_spin_lock(lock)
 获取指定的spin lock
spin_lock_irq(lock)
 raw_spin_lock_irq(lock)
 获取指定的spin lock同时disable本CPU中断
spin_lock_irqsave(lock)
 raw_spin_lock_irqsave(lock)
 保存本CPU当前的irq状态，disable本CPU中断并获取指定的spin lock
spin_lock_bh(lock)
 raw_spin_lock_bh(lock)
 获取指定的spin lock同时disable本CPU的bottom half（中断后半部）
spin_trylock(lock)
 raw_spin_trylock(lock)
 如果能立即获得锁，它获得锁并返回真；否则立即返回假，
不会自旋等待lock被释放。
spin_trylock_irq(lock)
 raw_spin_trylock_irq(lock)
 如果获得自旋锁lock，它将保存标志寄存器的值到变量flags中，并且失效本地中断，如果没有获得锁，它什么也不做。
spin_trylock_irq(lock)
 raw_spin_trylock_irq(lock)
 类似于spin_trylock_irqsave，只是该宏不保存标志寄存器
spin_trylock_bh(lock)
 raw_spin_trylock_bh(lock)
 如果获得了自旋锁，它失效本地软中断。如果得不到锁，
它什么也不做。
spin_is_locked(lock)
 raw_spin_is_locked(lock)
 判断spin lock是否是locked，如果其他的thread已经获取了该lock，
那么返回非零值，否则返回0
spin_can_lock(lock)
 raw_spin_is_locked(lock)
 判断自旋锁lock是否能够被锁，它实际是spin_is_locked取反。如果lock没有被锁，它返回真，否则，返回假
spin_unlock(lock)
 raw_spin_unlock(lock)
 释放指定的spin lock
spin_unlock_irq(lock)
 raw_spin_unock_irq(lock)
 释放指定的spin lock同时enable本CPU中断
spin_unlock_irqstore(lock)
 raw_spin_unlock_irqstore(lock)
 释放指定的spin lock同时恢复本CPU的中断状态
spin_unlock_bh(lock)
 raw_spin_unlock_bh(lock)
 获取指定的spin lock同时enable本CPU的bottom half
spin_trylock(lock)
 raw_spin_trylock(lock)
 尝试去获取spin lock，如果失败，不会spin，而是返回非零值
完成量用于一个执行单元等待另一个执行单元完成某事。
完成量(completion)是Linux系统提供的一种比信号量更好的同步机制,是对信号量的一种补充。使用完成量等待时,调用进程是以独占睡眠方式进行等待的，不是忙等待。
函数定义在头文件linux/completion.h中。
定义完成量
struct completion my_completion;

初始化完成量
init_completion(& my_completion);
需要先定义，才能用此函数。
DECLARE_COMPLETION(my_completion);
定义并初始化完成量。之前不用先定义。
等待完成量
void wait_for_completion
(struct completion* comp)
 该函数等待一个完成量被唤醒; 该函数会阻塞调用进程,如果所等待的完成量没有被唤醒,那就一直阻塞下去,而且不会被信号打断;
int wait_for_completion_interruptible
(struct completion* comp):
 该函数等待一个完成量被唤醒; 但是它可以被外部信号打断;

int wait_for_completion_killable
(struct completion* comp):
 该函数等待一个完成量被唤醒; 但是它可以被kill信号打断;

unsigned long wait_for_completion_timeout
(struct completion* comp,
unsigned long timeout):

 该函数等待一个完成量被唤醒; 该函数会阻塞调用进程,如果所等待的完成量没有被唤醒,调用进程也不会一直阻塞下去,而是等待一个指定的超时时间timeout,当超时时间到达时,如果所等待的完成量仍然没有被唤醒,那就返回; 超时时间timeout以系统的时钟滴答次数jiffies计算;
bool try_wait_for_completion
(struct completion* comp):
 该函数尝试等待一个完成量被唤醒; 不管所等待的完成量是否被唤醒,该函数都会立即返回;
bool completion_done
(struct completion* comp):
 检查是否有执行单元阻塞在完成量comp上(是否已经完成)。
返回0：表示有执行单元被完成量comp阻塞。相当于wait_for_completion_timeout()中的timeout=0。
注意：
 这几个函数都会把进程添加到等待队列中,进程在等待队列中以独占睡眠方式进行等待,直到请求被内核中的某些部分处理;
唤醒完成量
void complete (struct completion* comp):
 该函数只唤醒一个正在等待完成量comp的执行单元;
void complete_all(struct completion* comp):
 该函数唤醒所有正在等待同一个完成量comp的执行单元;
NORET_TYPE void complete_and_exit
(struct completion* comp, long code):
 该函数唤醒一个正在等待完成量comp的执行单元,并退出,code为退出码;

注意
 在内核处理完请求之后,必须调用这三个函数中的一个,来唤醒其它正在等待的进程;
【并发控制】

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