操作系统——笔记day8

2022-02-05 15:34:05 阅读：160 来源： 互联网

并发中，解决数据同步的方法

方法一：原子操作

把a++变成原子操作，要么不执行，要么一口气执行完

实现原子操作无法依赖编译器，需要我们自己动手，x86有很多原子指令，我们只需要直接应用这些指令，用汇编代码写出对应的原子操作函数就可，而现代C语言已经支持嵌入汇编代码，所以在C函数中可以按照特定的方式嵌入汇编代码，实现原子操作

//定义一个原子类型
typedef struct s_ATOMIC{
    volatile s32_t a_count;
}atomic_t;
//原子读
static inline s32_t atomic_read(const atomic_t *v)
{
    return (*(volatile u32_t*)&(v)->a_count);
}
//原子写
static inline void atomic_write(atomic_t *v,int i)
{
    v->a_count = i;
}
//原子加上一个整数
static inline void atomic_add(int i,atomic_t *v)
{
    __asm__ __volatile__("lock;" "addl %1,%0"
                        :"+m"(v->a_count)
                        :"ir"(i));
}
//原子减去一个整数
static inline void atomic_sub(int i,atomic_t *v)
{
    __asm__ __volatile__("lock;" "subl %1,%0"
                        :"+m"(v->a_count)
                        :"ir"(i));
}
//原子加1
static inline void atomic_inc(atomic_t *v)
{
    __asm__ __volatile__("lock;" "incl%0"
                        :"+m"(v->a_count));
}
//原子减1
static inline void atomic_dec(atomic_t *v)
{
    __asm__ __volatile__("lock;" "decl %0"
                        :"+m"(v->a_count));
}

以上代码中，加上lock前缀的addl，subl，incl，decl指令都是原子操作，lock前缀表示锁定总线

GCC设计了一种特有的嵌入方式，规定了汇编代码嵌入的形式和嵌入汇编代码需要哪几部分

__asm__ __volatile__(代码部分：输出部分列表：输入部分列表：损坏部分列表);

括号里大致分为4部分：

1.汇编代码部分，实际嵌入的汇编代码

2.输出列表部分，让GCC能够处理C语言左值表达式与汇编代码的结合

3.输入列表部分，让GCC能够处理C语言表达式、变量、常量，让它们能够输入到汇编代码中

4.损坏列表部分，告诉GCC汇编代码中用到了哪些寄存器，以便GCC在汇编代码运行前，生成保存他们的代码

方法二：中断控制搞定复杂变量

方法三：自旋锁协调多核心CPU

自旋锁原理，首先读取锁变量，判断其值是否已经加锁，如果未加锁则执行加锁，然后返回，表示加锁成功；如果已经加锁，就要返回第一部继续执行后续步骤

要正确的执行它，就必须保证读取锁变量和判断并加锁的操作是原子执行的

x86有一个原子交换指令，xchg，它可以让寄存器里的一个值跟内存空间中的一个值做交换

方法四：信号量CPU时间管理

等待，互斥，唤醒

信号量的使用步骤

一、获取信号量

1.首先开启自旋锁保护信号量

2.对信号量计数值执行“加一”操作，并检查是否大于0

3.小于0，让进程进入等待状态并且将其挂入wait中，然后调度其他进程运行。否则表示信号量获取成功，然后解锁

二、代码执行流开始执行相关操作，入读取键盘缓冲区

三、释放信号量

1.加自旋锁保护信号量

2.对信号量计数值“加一”，并检查是否大于零

3.大于0唤醒wait中的进程

标签：__,汇编,操作系统,day8,代码,笔记,原子,信号量,atomic
来源： https://blog.csdn.net/m0_57005796/article/details/122790587

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