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关于自旋锁和信号量的�U�正

WillCao — Wed, 10 Dec 2008 12:49:00 GMT

�q�个是在是应该纠正一�?因�ؓ(f��)以前什么都不知�?�?看完linux 0.11的源代码�?��Z��又看了Robert Love写的Linux Development,�q�里�q�是先推荐一下这本书�?首先作者是大牛.不信的话,打开linux�?.6内核源代�?然后找sche.c.我想应该��p��发现他的大名�?实在是��o(h��)我崇拜阿.然后内容写的,整体来说�q�不�?��其是前面那一部分.对于内核调度以及(qi��ng)中断之类的分�?写的很好.后面的话,�?个�h觉得��有点不如前面的,思考的��了一�?应用多了一�?对于内核讲的��少�?而如何写驱动之类��多�?但不��怎么�?�q�本书真的是一本很不错的书.有看�q�linux 0.11源代码�ƈ且喜�Ƣ内核的可以看看.
废话不多说了.首先从自旋锁的来源来看吧.说到�q�个��p��说SMP,linux �?.2的内�怹�后就加入了SMP的支�?一直到2.6��来��好.有SMP��有多个cpu的队�?每一个cpu都有一个自��q��调度队列.�q�样在有些时候就需要��^衡这些队�?�q�个时候就要用到锁,让其他cpu什么也不做.让一个cpu来更新这些队�?�q�个时候肯定是不能用信号量�??).�q�样��出��C��自旋�?当然自旋锁的用途不止这�?比如说在中断�?�q�入临界�?信号量也是不能用�??).�q�个时候就要用自旋�?其他斚w��的话,我再回去看看.�q�样的话应该��很清楚�?信号量只是在�q�程中��用的.一般来�?应用�U�程�?你根本不用考虑自旋�?没有SMP,也不用考虑�?因�ؓ(f��)代码�~�译以后只是��止了内核抢�?�q�也��是�?�q�段代码不会(x��)被抢�?sleep什么的�Ҏ(gu��)��没用.如果是开发驱动方面的�?�q�个在必要的时候还是应该考虑一�?什么是必要的时候呢?��是上面我说�?�q�入中断临界��Z��有多个cpu.

WillCao 2008-12-10 20:49 发表评论

关于子进�E�和父进�E?-fork函数

WillCao — Sun, 06 Jul 2008 15:40:00 GMT

我�ȝ��有点眉目�?原来在fork()之后�pȝ��有两个一��L(f��ng)��q�程�?以前一直晕,两个一��L(f��ng)��q�程?那有什么用�?其实是fork()�q�个函数�?x��)返回两�ơ而已.对于子进�E?得到的是0,而对于父�q�程,得到却是子进�E�的pid,�q�样�Ҏ(gu��)��得到不同的pid,然后两个�q�程��可以进行不一��L(f��ng)��q�行�?�q�且子进�E��承了父进�E�的数据�D?代码�D?�q�个也就是说变量阿还是有�?代码阿还是会(x��)�q�行�?
贴点代码�E�稍解释一�?

#include
#include
#include
#include

int main(void)
{
        pid_t pid=fork();
        if(pid==0)
        {
                int j ;
                for(j=0;j<10;j++)
                {
                        printf("child: %d\n",j);
                        sleep(1);
                }
        }
        else if (pid>0)
        {
                int i;
                for(i=0;i<10;i++)
                {
                        printf("parent: %d\n",i);
                        sleep(1);
                }
        }
        else
        {
                fprintf(stderr,"can't fork ,error %d\n",errno);
                exit(1);
        }
        printf("This is the end !");
}

�q�行了这�D�代�?我想应该所有�h都应该了解fork了吧.�q�行的时候可以查看进�E?ps -aux),�?x��)发现有两个一��L(f��ng)��q�程,�q�行�l�束后最后一句printf�?x��)运行两�?因�ؓ(f��)每个�q�程都会(x��)�q�行一��?中间的交替就是进�E�的调度�?我也是刚刚明�?�q�有很多东西要深�ȝ��?�ȝ��有点眉目�?很爽.

WillCao 2008-07-06 23:40 发表评论

用代码来思考自旋锁和信号量

WillCao — Wed, 30 Apr 2008 08:45:00 GMT

觉得昨天的思考似乎还是不怎么�q�瘾,有些问题�q�不是很清楚.到底应用斚w��两个有什么区别呢?
自己学着别�h��小的动了下�?
先脓(chu��ng)信号量的代码.

#include
#include
#include

#define MAX 10
pthread_t thread[2];
pthread_mutex_t mut;
int number=0,i;

void * thread1()
{
   printf("thread1: I'm thread 1 \n");
   for(i =0;i   {
       printf("thread 1: number=%d \n",number);
       pthread_mutex_lock(&mut);
       number++;
       pthread_mutex_unlock(&mut);
       sleep(2);
   }
   printf("thread1: ��d��数在�{�我完成��d��吗？\n");
   pthread_exit(NULL);
}
void * thread2()
{
   printf("thread2: I'm thread 2 \n");
   for(i =0; i   {
       printf("thread2 : number=%d\n",number);
       pthread_mutex_lock(&mut);
       number++;
       pthread_mutex_unlock(&mut);
       sleep(3);
   }
   printf("thread2 : ��d��数在�{�我完成��d��么？\n");
   pthread_exit(NULL);

}

void thread_create(void)
{
   /*创徏�U�程*/
   pthread_create(&thread[0],NULL,thread1,NULL);
   printf("�U�程1被创建！\n");
   pthread_create(&thread[1],NULL,thread2,NULL);
   printf("�U�程2被创建！\n");
}
void thread_wait(void)
{
   /*�{�待�U�程�l�束*/
   pthread_join(thread[0],NULL);
   printf("�U�程1已经�l�束�Q�\n");
   pthread_join(thread[1],NULL);
   printf("�U�程2已经�l�束!\n");
}
int main()
{
   /*用默认属性初始化互斥�?/
   pthread_mutex_init(&mut,NULL);
   printf("我是��d��敎ͼ�我正在创建线�E�！\n");
   thread_create();
   printf("我是��d��敎ͼ�我正在等待线�E�完成�Q务！\n");
   thread_wait();
}

执行的结果是:

我是��d��敎ͼ�我正在创建线�E�！
thread1: I'm thread 1
thread 1: number=0
�U�程1被创建！
thread2: I'm thread 2
thread2 : number=1
�U�程2被创建！
我是��d��敎ͼ�我正在等待线�E�完成�Q务！
thread 1: number=2
thread2 : number=3
thread 1: number=4
thread 1: number=5
thread2 : number=6
thread 1: number=7
thread2 : number=8
thread 1: number=9
thread2 : number=10
thread1: ��d��数在�{�我完成��d��吗？
�U�程1已经�l�束�Q?br>thread2 : ��d��数在�{�我完成��d��么？
�U�程2已经�l�束!

重要:�q�个执行的过�E�大概要10�U?!!!!!
而我们用自旋�?代码:

/*
* time :2008.4.30
* author:will cao
* Email:sei_michael@126.com
* 探烦(ch��)自旋锁与信号量的区别
*/
#include
#include

pthread_t thread[2];
pthread_spinlock_t lock ;

#define MAX 10

int number=0,i;

void * thread1()
{
   printf ("thread 1 :I began to run !");
   for(i=0;i   {
       printf("thread 1 :number=%d \n",number);
       pthread_spin_lock(&lock);
       number++;
       pthread_spin_unlock(&lock);
   }
   printf("ok ,I am over !\n");
   pthread_exit(NULL);
}
void * thread2 ()
{
   printf("thread2 : I start !!!\n");
   for(i=0;i   {
       printf("thread2 : number = %d \n",number);
       pthread_spin_lock(&lock);
       number++;
       pthread_spin_unlock(&lock);
   }
   printf("thread 2: I am over!!!");
   pthread_exit(NULL);
}

void thread_create(void)
{
   /*create the threads */
   pthread_create(&thread[0],NULL,thread1,NULL);
   printf("create the thread 1\n ");
   pthread_create(&thread[1],NULL,thread2,NULL);
   printf("create the thread 2 \n");
}
void thread_wait(void )
{
   /*wait for the thread to be over */
   pthread_join(thread[0],NULL);
   printf("the thread 1 is over !\n");
   pthread_join(thread[1],NULL);
   printf("the thread 2 is over ! \n");
}
int main()
{
   /* init the spin lock */
   pthread_spin_init(&lock,0);
   printf("i am the main,and I am creating the threads ");
   thread_create();
   printf("i am the main,and I am wait for the thread to be over!");
   thread_wait();
}

执行�l�果�?

i am the main,and I am creating the threads thread 1 :I began to run !thread 1 :number=0
thread 1 :number=1
thread 1 :number=2
thread 1 :number=3
thread 1 :number=4
thread 1 :number=5
thread 1 :number=6
thread 1 :number=7
thread 1 :number=8
thread 1 :number=9
ok ,I am over !
create the thread 1
thread2 : I start !!!
create the thread 2
i am the main,and I am wait for the thread to be over!thread2 : number = 10
thread2 : number = 11
thread2 : number = 12
thread2 : number = 13
thread2 : number = 14
thread2 : number = 15
thread2 : number = 16
thread2 : number = 17
thread2 : number = 18
thread2 : number = 19
thread 2: I am over!!!the thread 1 is over !
the thread 2 is over !

执行旉��:我没用系�l�调�?但肯定是用不�?.1�U�的...
�ȝ��:从表面上来看,很明昄��区别是当我们用的是信号量的时�?�q�个时候是有调度的.因�ؓ(f��)从运行结果上来看,�ȝ��E�在创徏其他两个�U�程�?其他�U�程开始运�?�q�且�ȝ��E�也在运�?但怎么�q�行�q�个是无法确定的,�q�是一个�ƈ发的�q�程.
当��用自旋锁�?�q�个��׃��一样了.当运行到临界区的时�?它是直接的过�?不是�?x��)��生一个等�?或者一个调�?
不知道编译器是怎么�~�译�?很想知道�~�译后二�q�制代码有什么区�?但这个好像有点太�?...不过我觉得从�q�行�l�果上来看这么多,应该差不多了.

WillCao 2008-04-30 16:45 发表评论

WillCao — Tue, 29 Apr 2008 17:32:00 GMT

   刚刚开始想�q�个问题的时�?觉得好像�q�个�Ҏ(gu��)��׃��是一个问�?学操作系�l�的�q�程间的通信�?��是先说用互斥锁解决两个�q�程同时讉K��临界区的�Ҏ(gu��)��.但是后来Dijkstra对于哲学家进��的问题的解�{��用了信号�?于是我们接受了信号量.在看pthread的时�?发现�q�有个自旋锁.于是有点�?�q�两个不都是控制对��(f��)界区的访问的�?怎么都上来了?他们之间有什么区�?他们又都是怎么实现�?
   首先说自旋锁.�q�个实现基本上是和TSL相同.TSL指��o(h��),首先是要�׃�n一个lock,当进入��(f��)界区�?首先��lock复制到寄存器,然后��lock�|��ؓ(f��)1,接下来看寄存器中的值是否�ؓ(f��)0,�?�q�入.不�ؓ(f��)0�q�回.而最重要的是它能保证指��o(h��)执行的不可分割�?也就是说在这条指令结束之�?其他指��o(h��)不允许访问内�?实现的是方式是在指��o(h��)执行之前��内存�ȝ��止.�l�束后在打开内存�ȝ��.而自旋锁实现��是�q�个样子.只不�q�多循环了几��?��Z��更好的让cpu调度,在尝试一定次数后�q�回.因�ؓ(f��)他是一直在那边循环所以叫做自旋锁.可见�q�种锁很耗资�?但是速度上来说很�?一旦锁释放,立刻可以得到资源.
   再来看看信号�?信号量的实现��׃��q�般�_�և��?如果使用一个信号量来控制一个��(f��)界区的话.��׃��(x��)有很多情�?首先最明显的是读�?写者问�?可以有多个读�?写者只可以有一�?�q�且信号量的实现也和自旋锁有者一定的区别.当一个信号量不能讉K��?�q�程不会(x��)在那里��@�?�?x��)被睡眠�?当信号量可以使用的时�?调度器会(x��)从可以调度的�q�程选择一�?
   基本上就�q�个样子.

WillCao 2008-04-30 01:32 发表评论