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曙海教育集團論壇Linux專區Linux驅動開發 → 深入淺出Linux設備驅動之并發控制(2)


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主題:深入淺出Linux設備驅動之并發控制(2)

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wangxinxin
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深入淺出Linux設備驅動之并發控制(2)  發帖心情 Post By:2010-11-24 11:46:56

下面進入對并發控制的實戰。首先,在globalvar的驅動程序中,我們可以通過信號量來控制對int global_var的并發訪問,下面給出源代碼:

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/semaphore.h>
MODULE_LICENSE("GPL");

#define MAJOR_NUM 254

static ssize_t globalvar_read(struct file *, char *, size_t, loff_t*);
static ssize_t globalvar_write(struct file *, const char *, size_t, loff_t*);

struct file_operations globalvar_fops =
{
 read: globalvar_read, write: globalvar_write,
};
static int global_var = 0;
static struct semaphore sem;

static int __init globalvar_init(void)
{
 int ret;
 ret = register_chrdev(MAJOR_NUM, "globalvar", &globalvar_fops);
 if (ret)
 {
  printk("globalvar register failure");
 }
 else
 {
  printk("globalvar register success");
  init_MUTEX(&sem);
 }
 return ret;
}

static void __exit globalvar_exit(void)
{
 int ret;
 ret = unregister_chrdev(MAJOR_NUM, "globalvar");
 if (ret)
 {
  printk("globalvar unregister failure");
 }
 else
 {
  printk("globalvar unregister success");
 }
}

static ssize_t globalvar_read(struct file *filp, char *buf, size_t len, loff_t *off)
{
 //獲得信號量
 if (down_interruptible(&sem))
 {
  return - ERESTARTSYS;
 }

 //將global_var從內核空間復制到用戶空間
 if (copy_to_user(buf, &global_var, sizeof(int)))
 {
  up(&sem);
  return - EFAULT;
 }

 //釋放信號量
 up(&sem);

 return sizeof(int);
}

ssize_t globalvar_write(struct file *filp, const char *buf, size_t len, loff_t *off)
{
 //獲得信號量
 if (down_interruptible(&sem))
 {
  return - ERESTARTSYS;
 }

 //將用戶空間的數據復制到內核空間的global_var
 if (copy_from_user(&global_var, buf, sizeof(int)))
 {
  up(&sem);
  return - EFAULT;
 }

 //釋放信號量
 up(&sem);
 return sizeof(int);
}

module_init(globalvar_init);
module_exit(globalvar_exit);

  接下來,我們給globalvar的驅動程序增加open()和release()函數,并在其中借助自旋鎖來保護對全局變量int globalvar_count(記錄打開設備的進程數)的訪問來實現設備只能被一個進程打開(必須確保globalvar_count最多只能為1):

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/semaphore.h>

MODULE_LICENSE("GPL");

#define MAJOR_NUM 254

static ssize_t globalvar_read(struct file *, char *, size_t, loff_t*);
static ssize_t globalvar_write(struct file *, const char *, size_t, loff_t*);
static int globalvar_open(struct inode *inode, struct file *filp);
static int globalvar_release(struct inode *inode, struct file *filp);

struct file_operations globalvar_fops =
{
 read: globalvar_read, write: globalvar_write, open: globalvar_open, release:
globalvar_release,
};

static int global_var = 0;
static int globalvar_count = 0;
static struct semaphore sem;
static spinlock_t spin = SPIN_LOCK_UNLOCKED;

static int __init globalvar_init(void)
{
 int ret;
 ret = register_chrdev(MAJOR_NUM, "globalvar", &globalvar_fops);
 if (ret)
 {
  printk("globalvar register failure");
 }
 else
 {
  printk("globalvar register success");
  init_MUTEX(&sem);
 }
 return ret;
}

static void __exit globalvar_exit(void)
{
 int ret;
 ret = unregister_chrdev(MAJOR_NUM, "globalvar");
 if (ret)
 {
  printk("globalvar unregister failure");
 }
 else
 {
  printk("globalvar unregister success");
 }
}

static int globalvar_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
 //獲得自選鎖
 spin_lock(&spin);

 //臨界資源訪問
 if (globalvar_count)
 {
  spin_unlock(&spin);
  return - EBUSY;
 }
 globalvar_count++;

 //釋放自選鎖
 spin_unlock(&spin);
 return 0;
}

static int globalvar_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
 globalvar_count--;
 return 0;
}

static ssize_t globalvar_read(struct file *filp, char *buf, size_t len, loff_t
*off)
{
 if (down_interruptible(&sem))
 {
  return - ERESTARTSYS;
 }
 if (copy_to_user(buf, &global_var, sizeof(int)))
 {
  up(&sem);
  return - EFAULT;
 }
 up(&sem);
 return sizeof(int);
}

static ssize_t globalvar_write(struct file *filp, const char *buf, size_t len,
loff_t *off)
{
 if (down_interruptible(&sem))
 {
  return - ERESTARTSYS;
 }
 if (copy_from_user(&global_var, buf, sizeof(int)))
 {
  up(&sem);
  return - EFAULT;
 }
 up(&sem);
 return sizeof(int);
}

module_init(globalvar_init);
module_exit(globalvar_exit);

  為了上述驅動程序的效果,我們啟動兩個進程分別打開/dev/globalvar。在兩個終端中調用./globalvartest.o測試程序,當一個進程打開/dev/globalvar后,另外一個進程將打開失敗,輸出"device open failure",如下圖:

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輸出結果

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