併發與競態

    併發與競態的產生有兩個原因：多線程和臨界資源。而linux通過信號量和自旋鎖來避免出現競態。

    信號量與自旋鎖的原理都來自於PV操作，而其（自旋鎖與互斥體）主要區別在於：在擁有信號量時，線程可以進入休眠，而在擁有自旋鎖時則不能進入休眠。自旋鎖會不停的輪詢以獲得鎖。

    將信號量的初始值設爲1，則稱爲互斥體（mutex--mutual exclusion）。

    信號量與互斥體的相關API如下：（具體使用參看lld3相關章節）

void sema_init(struct semaphore *sem, int val);
DECLARE_MUTEX(name);
DECLARE_MUTEX_LOCKED(name);

void init_MUTEX(struct semaphore *sem);
void init_MUTEX_LOCKED(struct semaphore *sem);

void down(struct semaphore *sem);
int down_interruptible(struct semaphore *sem);
int down_trylock(struct semaphore *sem);

void up(struct semaphore *sem);

自旋鎖的相關API如下：

spinlock_t my_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
void spin_lock_init(spinlock_t *lock);
void spin_lock(spinlock_t *lock);
void spin_unlock(spinlock_t *lock);

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)

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);

int spin_trylock(spinlock_t *lock);
int spin_trylock_bh(spinlock_t *lock);

 

rwlock_t my_rwlock = RW_LOCK_UNLOCKED; /* Static way */
rwlock_t my_rwlock;
rwlock_init(&my_rwlock); /* Dynamic way */

 

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);

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);

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);
int write_trylock(rwlock_t *lock);

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);
由於自旋鎖不會放棄佔有CPU因此在擁有鎖時不能允許中斷髮生，以防止中斷中也有申請相同鎖的情況造成死鎖。

同時也不允許有產生休眠的函數執行，如kmalloc。
書中還介紹了completion的用法，它用於等待其他進程完成某個操作的情況，具體沒有細看。