6-定時器_鎖_互斥體_自旋鎖_原子操作

內核定時器編程：

時鐘脈衝：它是soc的重要指標和性能參數。供內核使用（進程調度，計時）。也稱爲時鐘中斷，通常是操作系統的0號中斷。

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jiffies：

• 內核中表示自系統開機以來，一共發生了多少次時鐘脈衝。

HZ：

• 內核中表示一秒鐘發生多少次時鐘脈衝

Tick：

• 內核中表示兩次時鐘脈衝之間的時間間隔。

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內核中在軟件層面。提供了一系列數據結構和函數供於底層驅動計時編程。

步驟：

• 1.定義：
  
  • struct timer_list xxx;
• 2.初始化：
  
  • init_timer(&xxx);
  • xxx.function = do_my_xxx;
  • xxx.data = (unsigned long)ooo;
  • xxx.expeirs = jiffies + 400;

• 3.使用：

  • 3.1註冊並啓動定時器：
    
    • add_timer(&xxx)；
  • 3.2完成定時器回調函數：
    

    void do_my_xxx(unsigned long data)
            {
                .......
            }

• 3.3修改定時器延時時間並啓動：

  • mod_timer(&xxx,jiffies + 延時時間);
• 3.4註銷定時器：
  
  • del_timer(&xxx)；

併發控制：

• 多個進程併發訪問臨界資源區，是會引起競態現象，由此我們必須對這種現象加以控制，就是併發控制。併發控制中常用的手段
  就是鎖。

linux內核中提供的鎖：

• 1.中斷屏蔽（強烈推薦不使用）
• 2.原子操作 （建議不使用，常見於彙編，一般也只是極短的賦值語句）
• 3.自旋鎖
  
  • 3.1 讀寫鎖 讀讀進程併發，讀寫進程互斥，寫寫進程互斥
  • 3.2 順序鎖 讀讀進程併發，讀寫進程併發，寫寫進程互斥
  • 3.3 RCU 讀讀進程併發，讀寫進程併發，寫寫進程併發
• 4.信號量 操作pv信號的一種鎖，其使用場景和互斥體類似，但效率比互斥體低，故逐漸被互斥體所替代
• 5.互斥體

自旋鎖和互斥體使用的3大原則：

• 1.當臨界資源區較小時，使用自旋鎖，當臨界資源區比較大時，使用互斥體。因爲自旋鎖所面臨的是自旋等待的cpu資源消耗，
  而互斥體是進程切換的資源消耗。
• 2.當臨界資源區中有引起睡眠的函數時，只能使用互斥體。因爲互斥體運行於進程上下文。而自旋鎖運行於中斷上下文，在中斷
  上下文，絕對避免進程調度，否則可能將引起系統崩潰。
• 3.當臨界資源區中有中斷時，只能使用自旋鎖，而不能使用互斥體。因爲互斥體是運行於進程上下文。在中斷中會禁止進程調度，
  使用互斥體，將會造成上下文丟失。

1.原子操作：

• 1.定義並初始化
  
  • atomic_t xxx = ATOMIC_INIT(1);
• 2.使用：
  
  • atomic_dec_and_test(&xxx);
  • atomic_inc(&xxx);
  • 或者：
  • atomic_inc_and_test(&xxx)；
  • atomic_dec(&xxx)；
• 2.自旋鎖：
  
  • 1.定義：
    
    • spinlock_t xxx;
  • 2.初始化：
    
    • spin_lock_init(&xxx);
  • 3.使用：
    
    • 3.1上鎖：
      
      • spin_lock(&xxx);
    • 3.2解鎖：
      
      • spin_unlock(&xxx);
  • 3.信號量：
    
    • 1.定義：
      
      • struct semaphore xxx；
  • 2.初始化：
    
    • sema_init(&xxx,1);
  • 3.使用：
    
    • 3.1上鎖：
      
      • down(&xxx);
    • 3.2解鎖：
      
      • up(&xxx);
• 4.互斥體：
  
  • 1.定義：
    
    • struct mutex xxx；
  • 2.初始化：
    
    • mutex_init(&xxx);
  • 3.使用：
    
    • 3.1上鎖：
      
      • mutex_lock(&xxx);
    • 3.2解鎖：
      
      • mutex_unlock(&xxx);