Linux操作系统下实现保护共享资源

Linux操作系统下实现保护共享资源

　　最近看了一些驱动方面的书，了解了一些Linux对共享资源的保护机制。主要有一下几种： 中断屏蔽 、 原子操作、自旋锁、信号量、环形缓冲区。在本文中对于这些机制的具体的实现函数，以及原理不再做任何的表述。本文旨在关注如何应用这些机制或技术，他们有什么区别，什么时候适合什么机制。

　　一、原子变量

　　假设我们所需要保护的共享资源只是一个整数值，此时我们可以采用的机制有自旋锁，信号量，和原子变量，当然中断屏蔽也是可以的。但是如果选择最优的机制，我们应该选择原子变量。原因：1.对一个整数值的操作是很简单的,也就是说此对全局变量形成的临界区是很小的.如果我们采用其他的机制,例如锁的机制,信号量等就显得有些浪费.也就是说,你的锁机制的代码量可能比临界区的代码量还要多.2. 对一个缺乏经验的程序员来讲,由于思维缺乏逻辑,使用锁机制会存在很多潜在的风险.例如: 死锁.等问题;而采用原子变量的方法,可以避免锁机制产生的弊端.

　　二、自旋锁

　　自旋锁机制和信号量机制都可以对资源进行互斥访问，但是从性能上讲，自旋锁的性能优于信号量。但是自旋锁机制本身在不停的自旋（也就是查询锁是否可用），导致此机制有一些缺点：1。假定我们的驱动程序获得了一个自旋锁，在临界区开始了他的工作期间，驱动程序丢掉了处理器。也许他调用了一个函数，这个函数使进程休眠。也许发生了内核的抢占。但是我们的代码拥有这个自旋锁，如果其他的进程想要获得此自旋锁，需要等很长时间，甚至造成死锁。所以我们应用自旋锁时应遵循：任何拥有自旋锁的代码必须是原子的。所以他不能休眠，所以不能调用能够引起休眠的函数。例如：copy_to_user,copy_from_user,kmalloc等。也不能因为任何原因放弃处理器，除了中断以外（有时中断也不行，可以采用禁止中断的自旋锁函数操作）。

　　三、信号量

　　拥有信号量的进程是可以休眠的。这也正是他对于自旋锁的优势。

　　其他的暂不论述。