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----  深入淺出Linux設備驅動之并發控制(2)  (http://www.scarborough.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=33&id=1742)

--  作者：wangxinxin
--  發布時間：2010-11-24 11:46:56
--  深入淺出Linux設備驅動之并發控制(2)
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：

輸出結果