Question

对于OS类，我当前必须在linux内核中创建一个线程安全队列，并使用系统调用进行交互。

现在对于关键部分，我的直觉是我想要使用mutex_lock标题中的mutex_unlock和mutex.h函数。但是，我被告知我可以在down_interruptible标题中使用up和semaphore.h的二进制信号量，并且它会更好。

我已阅读Difference between binary semaphore and mutex：从中我了解到互斥锁的主要优势在于它强制执行所有权的强度，以及信号量的优势在于，因为它不会强制执行所有权可以将它用作两个（多个？）不同线程之间的同步机制。

我的问题是二进制信号量的优点是什么，如果你以与互斥量完全相同的方式使用它。如果我写的话更明确：

down()
/* critical */
up()

就像我要做的那样

mutex_lock()
/* critical */
mutex_unlock()

是否有一些性能优势，因为它不如互斥锁安全？我错过了什么吗？

如果您需要更多上下文（这是我的第一个C项目），这里有一小段代码我想要线程安全：

#define MESSAGE_MAX_SIZE 512

typedef struct list_head list_node;

/* Create message struct */
typedef struct {
  size_t size;
  list_node node;
  char data[MESSAGE_MAX_SIZE];
} Message;

/* Create the linked list queue with dummy head */
struct {
  size_t size;
  list_node head;
} my_q = { 0, LIST_HEAD_INIT(my_q.head) };

/*
  Adds a new item to the tail of the queue. 

  @data: pointer to data to add to list
  @len: size of the data
*/
asmlinkage long sys_enqueue(const void __user *data, long len) {
  long res = 0;
  Message *msg = 0; 

  if (len < 0) return EINVAL;
  if (len > MESSAGE_MAX_SIZE) return E2BIG;

  msg = kmalloc(sizeof(Message), GFP_KERNEL);
  if (msg == 0) return ENOMEM;

  res = copy_from_user(msg->data, data, len);
  if (res != 0) return EFAULT;

  /* Start Critical Section */

  my_q.size++;
  list_add_tail(&msg->node, &my_q.head);

  /* End Critical Section   */

  return 0;
}

Answer 1

在没有经验证据的情况下，我引用了 Linux内核开发

一书

它（即互斥体）的行为类似于计数为1的信号量，但它有一个更简单的界面，更高效的性能和额外的对其使用的限制。

此外，有许多限制适用于互斥锁，但不适用于信号量。像过程这样的东西在拿着互斥锁时无法退出。此外，如果启用了{{1}}内核选项，则通过调试检查可以确保适用于互斥锁的所有约束。

因此，除非有充分的理由不使用互斥锁，否则这应该是首选。

Answer 2

默认锁定原语是自旋锁。只有在你拿着锁的时候需要睡觉时，互斥锁才有意义，你在上述代码示例中肯定没有。

@Assert\File

为什么？

#define MESSAGE_MAX_SIZE 512

typedef struct list_head list_node;

奇怪的顺序，节点指针应该是第一个或最后一个。

/* Create message struct */
typedef struct {
  size_t size;
  list_node node;
  char data[MESSAGE_MAX_SIZE];
} Message;

花括号应该在下一行。为什么签名类型的长度？

/* Create the linked list queue with dummy head */
struct {
  size_t size;
  list_node head;
} my_q = { 0, LIST_HEAD_INIT(my_q.head) };

/*
  Adds a new item to the tail of the queue. 

  @data: pointer to data to add to list
  @len: size of the data
*/
asmlinkage long sys_enqueue(const void __user *data, long len) {

为什么要初始化这些她，为什么要将指针设置为0而不是NULL？

  long res = 0;
  Message *msg = 0;

return语句应该在下一行。另请注意，如果类型以无符号开头，则此条件不相关。

  if (len < 0) return EINVAL;

为什么不是sizeof（* msg）

  if (len > MESSAGE_MAX_SIZE) return E2BIG;

  msg = kmalloc(sizeof(Message), GFP_KERNEL);

这泄漏了消息。

  if (msg == 0) return ENOMEM;

  res = copy_from_user(msg->data, data, len);
  if (res != 0) return EFAULT;

在队列的关键部分使用二进制信号量而不是互斥量进行互斥是否有任何好处？

2 个答案: