當(dāng)前位置：首頁 > 运维知识 > linux >内容正文

linux

int linux 原子操作_linux 原子操作

發(fā)布時間：2025/3/19 linux 43 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 int linux 原子操作_linux 原子操作小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

原子操作

原子操作，顧名思義，就是說像原子一樣不可再細(xì)分不可被中途打斷。一個操作是原子操作，意思就是說這個操作是以原子的方式被執(zhí)行，要一口氣執(zhí)行完，執(zhí)行過程不能夠被OS的其他行為打斷，是一個整體的過程，在其執(zhí)行過程中，OS的其它行為是插不進(jìn)來的。

在linux中提供了兩種形式的原子操作：

一種是對整數(shù)進(jìn)行的操作

一種是對單獨的位進(jìn)行操作

在linux中有一個專門的atomic_t類型(一個24位原子訪問計數(shù)器)和一些對atomic類型變量進(jìn)行相應(yīng)操作的的函數(shù)

其atomic_t原型如下：

typedef struct { volatile int counter; } atomic_t;

它是一個只含有一個volatile類型的成員變量的結(jié)構(gòu)體；因此編譯器不對相應(yīng)的值進(jìn)行訪問優(yōu)化(因為是volatile類型的)。

原子整數(shù)操作的使用：

常見的用途是計數(shù)器，因為計數(shù)器是一個很簡單的操作，所以無需復(fù)雜的鎖機制；

能使用原子操作的地方，盡量不使用復(fù)雜的鎖機制；

對atomic_t類型的變量的使用方法以及對其所能進(jìn)行的操作：

下面是相應(yīng)的函數(shù)及其原型：

小提示：

******

在其函數(shù)的實現(xiàn)體中，有一個LOCK_PREFIX宏定義，如果選了CONFIG_SMP，就會定義這么一個宏，與SMP相關(guān)的一些設(shè)置，否則LOCK_PREFIX的定義就為空；

******

//原子的讀取atomic_t變量的值，v是這個變量的地址

#define atomic_read(v)?? ??? ?((v)->counter)

//原子的設(shè)置atomic_t變量的值，v是這個變量的地址，i要設(shè)置的新值；

#define atomic_set(v,i)?? ??? ?(((v)->counter) = (i))

//原子的增加atomic_t變量的值，i是要增加的數(shù)值，v是這個變量的地址

static __inline__ void atomic_add(int i, atomic_t *v)

{

__asm__ __volatile__(

LOCK_PREFIX "addl %1,%0"

:"=m" (v->counter)

:"ir" (i), "m" (v->counter));

}

//原子的減少atomic_t變量的值，i是要減少的數(shù)值，v是這個變量的地址；

static __inline__ void atomic_sub(int i, atomic_t *v)

{

__asm__ __volatile__(

LOCK_PREFIX "subl %1,%0"

:"=m" (v->counter)

:"ir" (i), "m" (v->counter));

}

//原子的對atomic_t變量的值進(jìn)行減少i的操作，并且檢測其結(jié)果是否為0；若為0，返回true，否則，返回false；

//i是要減少的數(shù)值，v是這個變量的地址；

static __inline__ int atomic_sub_and_test(int i, atomic_t *v)

{

unsigned char c;

__asm__ __volatile__(

LOCK_PREFIX "subl %2,%0; sete %1"

:"=m" (v->counter), "=qm" (c)

:"ir" (i), "m" (v->counter) : "memory");

return c;

}

//原子的對atomic_t變量的值進(jìn)行加1的操作，v是這個變量的地址；

static __inline__ void atomic_inc(atomic_t *v)

{

__asm__ __volatile__(

LOCK_PREFIX "incl %0"

:"=m" (v->counter)

:"m" (v->counter));

}

//原子的對atomic_t變量的值進(jìn)行減1的操作，v是這個變量的地址；

static __inline__ void atomic_dec(atomic_t *v)

{

__asm__ __volatile__(

LOCK_PREFIX "decl %0"

:"=m" (v->counter)

:"m" (v->counter));

}

//原子的對atomic_t變量的值進(jìn)行減少1的操作，并且檢測其結(jié)果是否為0；若為0，返回true，否則，返回false；

//v是這個變量的地址；

static __inline__ int atomic_dec_and_test(atomic_t *v)

{

unsigned char c;

__asm__ __volatile__(

LOCK_PREFIX "decl %0; sete %1"

:"=m" (v->counter), "=qm" (c)

:"m" (v->counter) : "memory");

return c != 0;

}

//原子的對atomic_t變量的值進(jìn)行加1的操作，并且檢測其結(jié)果是否為0；若為0，返回true，否則，返回false；

//v是這個變量的地址；

static __inline__ int atomic_inc_and_test(atomic_t *v)

{

unsigned char c;

__asm__ __volatile__(

LOCK_PREFIX "incl %0; sete %1"

:"=m" (v->counter), "=qm" (c)

:"m" (v->counter) : "memory");

return c != 0;

}

//原子的對atomic_t變量的值進(jìn)行加i的操作，并且檢測其結(jié)果是否為負(fù)；若為負(fù)，返回true，否則，返回false；

//i是要增加的數(shù)值，v是這個變量的地址；

static __inline__ int atomic_add_negative(int i, atomic_t *v)

{

unsigned char c;

__asm__ __volatile__(

LOCK_PREFIX "addl %2,%0; sets %1"

:"=m" (v->counter), "=qm" (c)

:"ir" (i), "m" (v->counter) : "memory");

return c;

}

//原子的對atomic_t變量的值進(jìn)行加i的操作，并且將所得結(jié)果返回；

//i是要增加的數(shù)值，v是這個變量的地址；

static __inline__ int atomic_add_return(int i, atomic_t *v)

{

int __i;

#ifdef CONFIG_M386

unsigned long flags;

if(unlikely(boot_cpu_data.x86==3))

goto no_xadd;

#endif

/* Modern 486+ processor */

__i = i;

__asm__ __volatile__(

LOCK_PREFIX "xaddl %0, %1;"

:"=r"(i)

:"m"(v->counter), "0"(i));

return i + __i;

#ifdef CONFIG_M386

no_xadd: /* Legacy 386 processor */

local_irq_save(flags);

__i = atomic_read(v);

atomic_set(v, i + __i);

local_irq_restore(flags);

return i + __i;

#endif

}

//原子的對atomic_t變量的值進(jìn)行減i的操作，并且將所得結(jié)果返回；

//i是要減少的數(shù)值，v是這個變量的地址；

static __inline__ int atomic_sub_return(int i, atomic_t *v)

{

return atomic_add_return(-i,v);

}

//原子的比較old與v是否相等，若相等，則把new的值寫入到v中，并且返回old的值；

#define atomic_cmpxchg(v, old, new) ((int)cmpxchg(&((v)->counter), old, new))

//原子的比較

#define atomic_xchg(v, new) (xchg(&((v)->counter), new))

/**

* atomic_add_unless - add unless the number is a given value

* @v: pointer of type atomic_t

* @a: the amount to add to v...

* @u: ...unless v is equal to u.

* Atomically adds @a to @v, so long as it was not @u.

* Returns non-zero if @v was not @u, and zero otherwise.

//原子的對atomic_t變量的值進(jìn)行加a的操作，直到v等于u，如果v與u不等，返回非零值；否則返回0；

//a是要增加的數(shù)值，v是這個變量的地址，u是要比較的值；

#define atomic_add_unless(v, a, u)?? ??? ??? ??? ?\

({?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?\

int c, old;?? ??? ??? ??? ??? ??? ?\

c = atomic_read(v);?? ??? ??? ??? ??? ?\

for (;;) {?? ??? ??? ??? ??? ??? ?\

if (unlikely(c == (u)))?? ??? ??? ??? ?\

break;?? ??? ??? ??? ??? ?\

old = atomic_cmpxchg((v), c, c + (a));?? ??? ?\

if (likely(old == c))?? ??? ??? ??? ?\

break;?? ??? ??? ??? ??? ?\

c = old;?? ??? ??? ??? ??? ?\

}?? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?\

c != (u);?? ??? ??? ??? ??? ??? ?\

})

#define atomic_inc_not_zero(v) atomic_add_unless((v), 1, 0)

#define atomic_inc_return(v)? (atomic_add_return(1,v))

#define atomic_dec_return(v)? (atomic_sub_return(1,v))

//掩碼

/* These are x86-specific, used by some header files */

#define atomic_clear_mask(mask, addr) \

__asm__ __volatile__(LOCK_PREFIX "andl %0,%1" \

: : "r" (~(mask)),"m" (*addr) : "memory")

#define atomic_set_mask(mask, addr) \

__asm__ __volatile__(LOCK_PREFIX "orl %0,%1" \

: : "r" (mask),"m" (*(addr)) : "memory")

下面舉例說明原子操作的用法：

定義一個atomic_c類型的數(shù)據(jù)很簡單，還可以定義時給它設(shè)定初值：

(1) atomic_t u;???????????????????? /*定義 u*/

(2) atomic_t v = ATOMIC_INIT(0)???? /*定義 v 并把它初始化為0*/

對其操作：

(1) atomic_set(&v,4)??????????????? /* v = 4 ( 原子地)*/

(2) atomic_add(2,&v)??????????????? /* v = v + 2 = 6 (原子地) */

(3) atomic_inc(&v)?????????????????? /* v = v + 1 =7(原子地)*/

如果需要將atomic_t轉(zhuǎn)換成int型，可以使用atomic_read()來完成：

printk(“%d\n”,atomic_read(&v));??? /* 會打印7*/

原子整數(shù)操作最常見的用途就是實現(xiàn)計數(shù)器。使用復(fù)雜的鎖機制來保護(hù)一個單純的計數(shù)器是很笨拙的，所以，開發(fā)者最好使用atomic_inc()和atomic_dec()這兩個相對來說輕便一點的操作。

還可以用原子整數(shù)操作原子地執(zhí)行一個操作并檢查結(jié)果。一個常見的例子是原子的減操作和檢查。

int atomic_dec_and_test(atomic_t *v)

這個函數(shù)讓給定的原子變量減1，如果結(jié)果為0，就返回1；否則返回0

原子位操作

操作函數(shù)的參數(shù)是一個指針和一個位號

第0位是給定地址的最低有效位

原子位操作中沒有特殊的數(shù)據(jù)類型

例如：set_bit(0, &word);

如：標(biāo)志寄存器EFLSGS的系統(tǒng)標(biāo)志，用于控制I/O訪問，可屏蔽硬件中斷。共32位，不同的位代表不同的信息，對其中信息改變都是通過位操作實現(xiàn)的

原子操作中的位操作部分函數(shù)如下：

void set_bit(int nr, void *addr)??????? 原子設(shè)置addr所指的第nr位

void clear_bit(int nr, void *addr)????? 原子的清空所指對象的第nr位

void change_bit(nr, void *addr)???????? 原子的翻轉(zhuǎn)addr所指的第nr位

int test_bit(nr, void *addr)??????????? 原子的返回addr位所指對象nr位

int test_and_set_bit(nr, void *addr)??? 原子設(shè)置addr所指對象的第nr位，并返回原先的值

int test_and_clear_bit(nr, void *addr)? 原子清空addr所指對象的第nr位，并返回原先的值

int test_and_change_bit(nr, void *addr)? 原子翻轉(zhuǎn)addr所指對象的第nr位，并返回原先的值

#include #include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include

#define MAGIC 'B'

#define GET_BTN_VAL _IOR(MAGIC,1,unsigned long)typedefstruct{

unsignedintgpio;

unsignedintbtn;

unsignedintirq;char*name;

}irq_typedef;static irq_typedef irq_source[]={

{EXYNOS4_GPX3(2),1,0,"btn1"},

{EXYNOS4_GPX3(3),2,0,"btn2"},

{EXYNOS4_GPX3(4),3,0,"btn3"},

{EXYNOS4_GPX3(5),4,0,"btn4"}

};//等待隊列靜態(tài)申請

static intcondition;//static wait_queue_head_t btn_wait_que;//static init_waitqueue_head(&btn_wait_que);

DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(btn_wait_que);//定時器

structtimer_list btn_timer;static unsigned longbtn_num;

irq_typedef*curdev;static inttimer_flag;//中斷函數(shù)

static irq_handler_t gpio_btn_handler(int irq, void *dev)

{

curdev= (irq_typedef*)dev;if(!timer_flag)

{

add_timer(&btn_timer);

timer_flag=1;

}elsemod_timer(&btn_timer, jiffies+msecs_to_jiffies(200));return 0;

}//定時器處理函數(shù)

static void btn_tim_function(unsigned longdata)

{

printk("%s\n",curdev->name);

printk("curbtn :%d\n",curdev->btn);

condition=1;

wake_up(&btn_wait_que);//全局變量在ioctrl中調(diào)用

btn_num = curdev->btn;

}

atomic_t btn_atomic= ATOMIC_INIT(1);static int btn_open(struct inode *node, struct file *fil)

{inti,ret;if(!atomic_dec_and_test(&btn_atomic))

{

atomic_inc(&btn_atomic);return -1;

}for(i=0;i<4;i++)

{//設(shè)置相應(yīng)IO口為中斷

irq_source[i].irq =gpio_to_irq(irq_source[i].gpio);//請求中斷

ret = request_irq(irq_source[i].irq,(irq_handler_t)gpio_btn_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING,irq_source[i].name,&irq_source[i]);

}

btn_timer.expires=jiffies+msecs_to_jiffies(200);

btn_timer.function=btn_tim_function;

btn_timer.data=0;

init_timer(&btn_timer);returnret;

}static int btn_release(struct inode *node, struct file *fil)

{inti;

atomic_inc(&btn_atomic);

del_timer(&btn_timer);//釋放中斷號和中斷那個結(jié)構(gòu)體成員//free_irq(unsigned int irq, void * dev_id)

for(i=0;i<4;i++)

free_irq(irq_source[i].irq,&irq_source[i]);return 0;

}static long btn_ioctl(struct file *fil, unsigned int cmd, unsigned longarg)

{//int ret;//把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用戶空間類型和上層進(jìn)行通信

void __user *argp = (void __user *)arg;

wait_event_interruptible(btn_wait_que, condition);

condition=0;switch(cmd)

{caseGET_BTN_VAL://printk("btn_num :%ld\n",btn_num);

put_user(btn_num, (unsigned int __user *) argp);//ret = copy_to_user((void __user *) argp, (void *)&btn_num,4);//copy_to_user(void __user * to, const void * from, unsigned long n);

break;default:return -EINVAL;

}return 0;

}//文件操作集合

static struct file_operations btn_irq_fops ={

.owner=THIS_MODULE,

.unlocked_ioctl=btn_ioctl,

.open=btn_open,

.release=btn_release,

};//雜項注冊

static struct miscdevice btn_misc={

.minor= 255,

.name= "btn",

.fops= &btn_irq_fops,

};static __init int btn_irq_init(void)

{intret;

ret= misc_register(&btn_misc);returnret;

}static __exit void btn_irq_exit(void)

{

misc_deregister(&btn_misc);

}

module_init(btn_irq_init);

module_exit(btn_irq_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

1 #include

2 #include

3 #include

4 #include

5 #include

6 #include

7 #include

9 #define MAGIC 'B'

10 #define GET_BTN_VAL _IOR(MAGIC, 1, unsigned long)

12 int main(int argc,char *argv[])13 {14 int btn_fd,btn_val=0;15

16 if(argc!=2)17 {18 printf("Usage: \n",argv[0]);19 return -1;20 }21

22 btn_fd = open(argv[1],O_RDONLY);23

24 if(btn_fd<0)25 {26 printf("busy!!!!!\n");27 return -1;28

29 }30

32 while(1)33 {34 ioctl(btn_fd,GET_BTN_VAL,&btn_val);35 //ioctl(btn_fd,GET_BTN_VAL,btn_val);36 //sleep(1);

38 printf("btn_val(irq):%d\n",btn_val);39 }40 }

1 obj-m +=btnirq.o2 SOURCE =btntest.o3

4 CROSS_COMPLIE = arm-linux-

5 CC =$(CROSS_COMPLIE)gcc6

7 KERNDIR = /centos/xyd/linux-3.5

8 #CURDIR =$(shell pwd)9 CURDIR =`pwd`10

11 .PHONY: module clean12

13 all: module $(SOURCE:.o=)14

15 module:16 $(MAKE) -C $(KERNDIR) M=$(CURDIR) modules17

18 $(SOURCE:.o=):$(SOURCE)19 $(CC) -o $@ $^

21 %.o:%.c22 $(CC) -c $<

24 clean:25 $(MAKE) -C $(KERNDIR) M=$(CURDIR) clean26 rm $(SOURCE:.o=)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的int linux 原子操作_linux 原子操作的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。

上一篇： oracle上机题库_Oracle数据库
下一篇：测度定义_Real analysis：外