6-定时器_锁_互斥体_自旋锁_原子操作

内核定时器编程：

时钟脉冲：它是soc的重要指标和性能参数。供内核使用（进程调度，计时）。也称为时钟中断，通常是操作系统的0号中断。

jiffies：

• 内核中表示自系统开机以来，一共发生了多少次时钟脉冲。

HZ：

• 内核中表示一秒钟发生多少次时钟脉冲

Tick：

• 内核中表示两次时钟脉冲之间的时间间隔。

内核中在软件层面。提供了一系列数据结构和函数供于底层驱动计时编程。

步骤：

• 1.定义：

  • 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注册并启动定时器：
    * add_timer(&xxx)；
  • 3.2完成定时器回调函数：

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

• 3.3修改定时器延时时间并启动：

  • mod_timer(&xxx,jiffies + 延时时间);

• 3.4注销定时器：

  • del_timer(&xxx)；

并发控制：

• 多个进程并发访问临界资源区，是会引起竞态现象，由此我们必须对这种现象加以控制，就是并发控制。并发控制中常用的手段
  就是锁。

linux内核中提供的锁：

• 1.中断屏蔽（强烈推荐不使用）
• 2.原子操作 （建议不使用，常见于汇编，一般也只是极短的赋值语句）
• 3.自旋锁
  • 3.1 读写锁 读读进程并发，读写进程互斥，写写进程互斥
  • 3.2 顺序锁 读读进程并发，读写进程并发，写写进程互斥
  • 3.3 RCU 读读进程并发，读写进程并发，写写进程并发
• 4.信号量 操作pv信号的一种锁，其使用场景和互斥体类似，但效率比互斥体低，故逐渐被互斥体所替代
• 5.互斥体

自旋锁和互斥体使用的3大原则：

• 1.当临界资源区较小时，使用自旋锁，当临界资源区比较大时，使用互斥体。因为自旋锁所面临的是自旋等待的cpu资源消耗，
  而互斥体是进程切换的资源消耗。
• 2.当临界资源区中有引起睡眠的函数时，只能使用互斥体。因为互斥体运行于进程上下文。而自旋锁运行于中断上下文，在中断
  上下文，绝对避免进程调度，否则可能将引起系统崩溃。
• 3.当临界资源区中有中断时，只能使用自旋锁，而不能使用互斥体。因为互斥体是运行于进程上下文。在中断中会禁止进程调度，
  使用互斥体，将会造成上下文丢失。

1.原子操作：

• 1.定义并初始化
  • 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.自旋锁：
  • 1.定义：
    • spinlock_t xxx;
  • 2.初始化：
    • spin_lock_init(&xxx);
  • 3.使用：
    • 3.1上锁：
      • spin_lock(&xxx);
    • 3.2解锁：
      • spin_unlock(&xxx);
  • 3.信号量：
    • 1.定义：
      • struct semaphore xxx；
  • 2.初始化：
    • sema_init(&xxx,1);
  • 3.使用：
    • 3.1上锁：
      • down(&xxx);
    • 3.2解锁：
      • up(&xxx);
• 4.互斥体：
  • 1.定义：
    • struct mutex xxx；
  • 2.初始化：
    • mutex_init(&xxx);
  • 3.使用：
    • 3.1上锁：
      • mutex_lock(&xxx);
    • 3.2解锁：
      • mutex_unlock(&xxx);