Linux内核-内核层互斥锁实现

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我是靠谱客的博主曾经铅笔，最近开发中收集的这篇文章主要介绍Linux内核-内核层互斥锁实现，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

内核层代码实现

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/delay.h>
#define DEVNAME	"mutex"
/*
产生竞争的全局变量，用于表示读写的满足条件，读一次
更新成false表示空，写一次更新成true,表示满，只有可
读写时方可读写。
*/
static int is_full = false;
static struct mutex mutex;
ssize_t
demo_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *fpos)
{
int ret;
if (cnt == 0) {
return cnt;
}
/*获得互斥锁*/
mutex_lock(&mutex);
if (is_full == true) {
printk("[kernel]: reading...n");
mdelay(50);
is_full = false;
ret = cnt;
printk("[kernel]: read done.n");
} else {
ret = -EIO;
}
/*释放互斥锁*/
mutex_unlock(&mutex);
return ret;
}
ssize_t
demo_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *fpos)
{
int ret;
if (cnt == 0) {
return cnt;
}
/*获得互斥锁*/
mutex_lock(&mutex);
if (is_full == false) {
printk("[kernel]: writing...n");
mdelay(50);
is_full = true;
printk("[kernel.]: write done.n");
ret = cnt;
} else {
ret = -EIO;
}
/*释放互斥锁*/
mutex_unlock(&mutex);
return ret;
}
/*
第一个指针指向自己
实现read write 的驱动函数，为上层的read write 服务
*/
static struct file_operations fops = {
.owner
=
THIS_MODULE,
//	.open
=	demo_open,
.read
=	demo_read,
.write
=	demo_write,
//	.release	=
demo_release,
};
/* 自动生成一个主设备号为10
次设备号为系统自动分配
设备名字为DEVANAME的设备文件
并且关联操作函数集*/
static struct miscdevice misc = {
.minor	=
MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name	=	DEVNAME,
.fops	=	&fops,
};
static int demo_init(void)
//驱动函数模块的入口
{
int ret;
/*初始化互斥锁*/
mutex_init(&mutex);
ret = misc_register(&misc);
注册一个混杂设备驱动
if (ret < 0) {
return ret;
}
return 0;
}
module_init(demo_init);
static void demo_exit(void)
//驱动的出口
{
misc_deregister(&misc);
//销毁注册过的混杂设备驱动
printk("goodbye...n");
}
module_exit(demo_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
//发表为GPL的声明
必须写
MODULE_VERSION("2018-09-30");
MODULE_AUTHOR("Hebowen");
MODULE_DESCRIPTION("a simple demo for module");

用户上层app编写每次只有1个进程写成功或者读成功，实现了互斥

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#define N 98
#define SZ 512
/*
./a.out /dev/semaphore
r/w
*/
int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
int ret;
int i;
pid_t pid[N];
char buf[SZ];
if (argc != 3) {
fprintf(stderr, "Usage: %s devicefile r/wn", argv[0]);
exit(1);
}
fd = open(argv[1], O_RDWR | O_NDELAY);
assert(fd > 0);
for (i = 0; i < N; i++) {
if ((pid[i] = fork()) < 0) {
perror("fork");
exit(1);
}
if (pid[i] == 0) {
if (!strncmp(argv[2], "r", 1)) {
ret = read(fd, buf, SZ);
assert(ret == SZ);
printf("ret = %dn", ret);
printf("[app%d]: read %dBytes ok!n",
getpid(), ret);
close(fd);
return;
} else if (!strncmp(argv[2], "w", 1)) {
ret = write(fd, buf, SZ);
assert(ret == SZ);
printf("[app%d]: write %dBytes ok!n",
getpid(), ret);
close(fd);
return;
}
}
}
for (i = 0; i < N; i++) {
waitpid(pid[i], NULL, 0);
}
close(fd);
return 0;
}