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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;



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《Linux设备驱动开发详解》=> 7.5 自旋锁