set_bit、clear_bit、wait_on_bit_lock、wake_up_bit整理

set_bit、clear_bit、wait_on_bit_lock、wake_up_bit整理

项目开发过程中遇到了bug，绞尽脑汁，最终发现问题是由于死锁造成的。故将Linux内核中相关方法作出总结和整理，以供参考。

set_bit

功能：对addr指向内容的某一位进行置1操作，由参数nr决定

注意nr是需要设置的是“哪一位”的值，而不是将addr的值设置成nr。

//代码出自于Linux3.11.8archshincludeasmBitops-llsc.h

static inline void set_bit(int nr, volatile void*addr)

{

   int   mask;

   volatileunsigned int *a = addr;

   unsignedlong tmp;

   a += nr>> 5;         //1

   mask = 1<< (nr & 0x1f);    //2

   __asm____volatile__ (

      "1:                   nt"

      "movli.l @%1, %0  !set_bit   nt"

      "or      %2, %0         nt"           //3

      "movco.l %0, @%1            nt"

      "bf      1b          nt"

      :"=&z" (tmp)

      :"r" (a), "r" (mask)    //4

      :"t", "memory"

   );

}

1)将nr的高27位取出，作为十进制数加到addr所指向的内容

（为了处理nr大于31的情况）

2) 取出nr的低5位，转换为十进制数，并对1进行左移操作

3) 表示将要执行的是or（或）操作

4) 将addr指向的内容与mask进行or操作，即将addr中的第nr位置1，得到最终结果

For example：

假设nr = 3 ， *addr = 7，则set_bit(nr , addr)将执行以下操作：

1) a = 7; a +=0;

2) mask  = 1 << 3(00011) = 8 (1000)

3) a = a |mask = 0111 | 1000 = 1111 (f)

4) 最终结果为将addr指向的内容设置为f

clear_bit

功能：对addr指向内容的某一位进行置1操作，由参数nr决定。与set_bit执行的是相反的操作。

注：clear_bit_unlock()为clear_bit()的封装函数，操作大致相同，详见内核源码

static inlinevoid clear_bit(int nr, volatile void *addr)

{

    int mask;

    volatile unsigned int *a = addr;

    unsigned long tmp;

    a += nr >> 5;            //1

    mask = 1 << (nr & 0x1f);        //2

    __asm__ __volatile__ (

       "1:                  nt"

       "movli.l   @%1, %0    ! clear_bit       nt"

       "and       %2,%0            nt"             //3

       "movco.l   %0, @%1              nt"

       "bf    1b            nt"

       : "=&z" (tmp)

       : "r" (a), "r"(~mask)          //4

       : "t", "memory"

    );

}

1) 2) 与set_bit执行的操作是一样的

3) 表示将要执行的是and（与）操作

4) 将addr指向的内容与mask的反码（~mask）进行and操作，得到最终结果

For example：

假设nr = 3 ， *addr = f，则clear_bit(nr , addr)将执行以下操作：

1) a = f; a +=0;

2) mask  = 1 << 3(00011) = 8 (1000)

3) ~mask = 7(0111)

3) a = a &mask = 1111 & 0111 = 0111 (7)

4) 最终结果为将addr指向的内容设置为7

结果表明，set_bit和clear_bit两个操作是可逆的。

wait_on_bit_lock

功能：同上。对addr指向内容的某一位进行置1操作，由参数nr决定。

wait_on_bit_lock()where one is waiting for the bit to clear with the intention of setting it, andwhen done, clearing it.

在对某一位置1操作之前，需要等待该位被清0，之后才置1。若此时该位仍未被清0，则陷入等待。

static inlineint wait_on_bit_lock(void *word, int bit,

              int (*action)(void *), unsignedmode)

{

    if (!test_and_set_bit(bit, word))

       return 0;            //1

    return out_of_line_wait_on_bit_lock(word,bit, action, mode);

}

1) 若test_and_set_bit返回值为0，即对应的比特位上一次被设置的值为0，则函数return 0；否则陷入等待

//此函数返回相应比特位上一次被设置的值

static inlineint test_and_set_bit(intnr, volatile void *addr)

{

    int mask,retval;

    volatile unsigned int *a = addr;

    unsigned long tmp;

    a += nr >> 5;

    mask = 1 << (nr & 0x1f);

    __asm__ __volatile__ (

       "1:                  nt"

       "movli.l   @%2, %0    ! test_and_set_bit   nt"

       "mov       %0,%1            nt"

       "or    %3,%0            nt"

       "movco.l   %0, @%2              nt"

       "bf    1b            nt"             //跳转

       "and       %3,%1            nt"

       : "=&z" (tmp),"=&r" (retval)

       : "r" (a), "r" (mask)

       : "t", "memory"

    );

    return retval != 0;

}

wake_up_bit

功能：wake up a waiter on a bit

For instance,if one were to have waiters on a bitflag, one would call wake_up_bit() afterclearing the bit.

调用wake_up_bit方法后，上述wait_on_bit_lock方法将被唤醒，继续执行

综上所述，以上四个方法可以实现一个类似于加锁的功能，

For example：以RDMA为例

发送数据：

set_bit()     //先加锁

ibv_post_send()      //提交request

wait_bit_on_lock()       //等待解锁

. . . .

CQhandler：

if(ibv_poll_cq()> 0){

clear_bit_unlock()       //解锁

wake_up_bit()        //唤醒wait_bit_on_lock

}

最后

以上就是热情人生为你收集整理的set_bit、clear_bit、wait_on_bit_lock、wake_up_bit整理的全部内容，希望文章能够帮你解决set_bit、clear_bit、wait_on_bit_lock、wake_up_bit整理所遇到的程序开发问题。

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