并发控制

并态、竞态和临界区

• 并发(concurrency)指的是多个执行单元同时、并行被执行。
• 并发的执行单元对共享资源(硬件资源、全局变量、静态变量等)的访问很容易导致竞态(race condition)。
• 访问共享资源的代码区域成为临界区(critical sections)，临界区必须用某种互斥机制加以保护。
• 造成竞态的主要原因：
  1. 对称多处理器(SMP) （SMP是一个紧耦合、共享存储的系统模型。特点是多个CPU使用共同的系统总线，可以访问共同的外设和存储器。）
  2. 进程调度与抢占（Linux2.6支持内核抢占调度，一个进程在内核执行的时候可能会被另一个优先级高的进程打断，进程与抢占它的进程访问共享资源的情况类似于SMP的多个CPU。）
  3. 中断与进程之间的竞争（中断可以打断执行的进程，如果中断处理程序访问进程正在访问的资源，则也会发生竞态。）
  4. 中断与中断之间的竞争

中断屏蔽

• 单CPU范围内避免竞态的一种简单而省事的方法。每次在进入临界区之前屏蔽所有的中断，访问完成后再打开中断。
• 由于linux内核的进程调度都依赖于中断来实现，一旦中断被屏蔽，进程调度也不会发生。
• 缺点是很多硬件事件不能得到及时处理。

local_irq_disable();
… …  critical section … …/*临界区*/
local_irq_enable();local_irq_save(flags);
local_irq_restore(flags);//与local_irq_save(flags)相反
local_bh_disable();//禁止中断的底半部
local_bh_enable();