深入浅出Linux设备驱动之并发控制

　　下面进入对并发控制的实战。首先，在globalvar的驱动程序中，我们可以通过信号量来控制对int global_var的并发访问，下面给出源代码：

#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) { 　//获得信号量 　if (down_interruptible(&sem)) 　{ 　　return - ERESTARTSYS; 　} 　//将global_var从内核空间复制到用户空间 　if (copy_to_user(buf, &global_var, sizeof(int))) 　{ 　　up(&sem); 　　return - EFAULT; 　} 　//释放信号量 　up(&sem); 　return sizeof(int); } ssize_t globalvar_write(struct file *filp, const char *buf, size_t len, loff_t *off) { 　//获得信号量 　if (down_interruptible(&sem)) 　{ 　　return - ERESTARTSYS; 　} 　//将用户空间的数据复制到内核空间的global_var 　if (copy_from_user(&global_var, buf, sizeof(int))) 　{ 　　up(&sem); 　　return - EFAULT; 　} 　//释放信号量 　up(&sem); 　return sizeof(int); } module_init(globalvar_init); module_exit(globalvar_exit);

　　接下来，我们给globalvar的驱动程序增加open()和release()函数，并在其中借助自旋锁来保护对全局变量int globalvar_count（记录打开设备的进程数）的访问来实现设备只能被一个进程打开（必须确保globalvar_count最多只能为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) { 　//获得自选锁 　spin_lock(&spin); 　//临界资源访问 　if (globalvar_count) 　{ 　　spin_unlock(&spin); 　　return - EBUSY; 　} 　globalvar_count++; 　//释放自选锁 　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);

　　为了上述驱动程序的效果，我们启动两个进程分别打开/dev/globalvar。在两个终端中调用./globalvartest.o测试程序，当一个进程打开/dev/globalvar后，另外一个进程将打开失败，输出"device open failure"，如下图：