自己做的网站怎么绑域名,网站开发投标书,天津网络网站制作公司,优质服务的网站建设Linux 并发与竞争实验学习
原子操作实验
这里原子操作就是采用原子变量来保护一个程序运行的完整过程#xff0c;使用atomic 来实现一次只能允许一个应用访问 LED#xff0c;创建atomic.c文件#xff0c;其实改动内容就是添加原子变量#xff0c; 要在设备结构体数据添加…Linux 并发与竞争实验学习
原子操作实验
这里原子操作就是采用原子变量来保护一个程序运行的完整过程使用atomic 来实现一次只能允许一个应用访问 LED创建atomic.c文件其实改动内容就是添加原子变量 要在设备结构体数据添加原子变量具体代码如下
struct gpioled_dev
{dev_t devid; /* 设备号 */struct cdev cdev; /* cdev */struct class *class; /* 类 */struct device *device; /* 设备 */int major; /* 主设备号 */int minor; /* 次设备号 */struct device_node *nd; /* 设备节点 */int led_gpio; /* led 所使用的 GPIO 编号 */atomic_t lock; /* 原子变量 */
};首先是这个函数led_init 这个函数要先初始化原子变量以便于首次运行APP检查原子变量不出错。这里是初始化为1.
atomic_set(gpioled.lock, 1); /* 原子变量初始值为 1 */然后open函数检查原子变量的值具体代码如下
if (!atomic_dec_and_test(gpioled.lock))
{atomic_inc(gpioled.lock); /* 小于 0 的话就加 1,使其原子变量等于 0 */return -EBUSY; /* LED 被使用返回忙 */
}每次打开驱动设备的时候先使用 atomic_dec_and_test 函数将 lock 减 1如果 atomic_dec_and_test函数返回值为真就表示 lock 当前值为 0说明设备可以使用。如果 atomic_dec_and_test 函数返回值为假就表示 lock 当前值为负数(lock 值默认是 1) lock 值为负数的可能性只有一个那就是其他设备正在使用 LED。其他设备正在使用 LED 灯那么就只能退出了在退出之前调用函数 atomic_inc 将 lock 加 1因为此时 lock 的值被减成了负数必须要对其加 1将 lock 的值变为 0。
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{struct gpioled_dev *dev filp-private_data;/* 关闭驱动文件的时候释放原子变量 */atomic_inc(dev-lock);return 0;
}然后还要模拟占用LED25秒atomicApp.c程序具体如下
#include stdio.h
#include unistd.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include stdlib.h
#include string.h#define LEDOFF 0
#define LEDON 1
int main(int argc, char *argv[])
{int fd, retvalue;char *filename;unsigned char cnt 0;unsigned char databuf[1];if (argc ! 3){printf(Error Usage!\r\n);return -1;}filename argv[1];fd open(filename, O_RDWR);if (fd 0){printf(file %s open failed!\r\n, argv[1]);return -1;}databuf[0] atoi(argv[2]); /* 要执行的操作打开或关闭 *//* 向/dev/gpioled 文件写入数据 */retvalue write(fd, databuf, sizeof(databuf));if (retvalue 0){printf(LED Control Failed!\r\n);close(fd);return -1;}while (1){sleep(5);cnt;printf(App running times:%d\r\n, cnt);if (cnt 5)break;}printf(App running finished!);retvalue close(fd); /* 关闭文件 */if (retvalue 0){printf(file %s close failed!\r\n, argv[1]);return -1;}return 0;
}测试 APP 在获取到 LED 灯驱动的使用权以后会使用 25S。编译程序通过网络挂载测试原子操作。 出现如图则证明成功。
自旋锁实验
①、自旋锁保护的临界区要尽可能的短因此在 open 函数中申请自旋锁然后在 release 函 数中释放自旋锁的方法就不可取。我们可以使用一个变量来表示设备的使用情况如果设备被 使用了那么变量就加一设备被释放以后变量就减 1我们只需要使用自旋锁保护这个变量即 可。 ②、考虑驱动的兼容性合理的选择 API 函数。 具体驱动程序为
#include linux/types.h
#include linux/kernel.h
#include linux/delay.h
#include linux/ide.h
#include linux/init.h
#include linux/module.h
#include linux/errno.h
#include linux/gpio.h
#include linux/cdev.h
#include linux/device.h
#include linux/of.h
#include linux/of_address.h
#include linux/of_gpio.h
#include asm/mach/map.h
#include asm/uaccess.h
#include asm/io.h#define GPIOLED_CNT 1 /* 设备号个数 */
#define GPIOLED_NAME gpioled /* 名字 */
#define LEDOFF 0 /* 关灯 */
#define LEDON 1 /* 开灯 *//* gpioled 设备结构体 */
struct gpioled_dev
{dev_t devid; /* 设备号 */struct cdev cdev; /* cdev */struct class *class; /* 类 */struct device *device; /* 设备 */int major; /* 主设备号 */int minor; /* 次设备号 */struct device_node *nd; /* 设备节点 */int led_gpio; /* led 所使用的 GPIO 编号 */int dev_stats; /* 设备状态 0设备未使用;0,设备已经被使用 */spinlock_t lock; /* 自旋锁变量 */
};
struct gpioled_dev gpioled; /* led 设备 */
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{unsigned long flags;filp-private_data gpioled; /* 设置私有数据 */spin_lock_irqsave(gpioled.lock, flags); /* 上锁 */if (gpioled.dev_stats){ /* 如果设备被使用了 */spin_unlock_irqrestore(gpioled.lock, flags); /* 解锁 */return -EBUSY;}gpioled.dev_stats; /* 如果设备没有打开那么就标记已经打开了 */spin_unlock_irqrestore(gpioled.lock, flags); /*解锁*/return 0;
}
/** description : 从设备读取数据* param – filp : 要打开的设备文件(文件描述符)* param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区* param - cnt : 要读取的数据长度* param – offt : 相对于文件首地址的偏移* return : 读取的字节数如果为负值表示读取失败*/
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{return 0;
}
/*
73 * description : 向设备写数据
74 * param - filp : 设备文件表示打开的文件描述符
75 * param - buf : 要写给设备写入的数据
76 * param - cnt : 要写入的数据长度
77 * param – offt : 相对于文件首地址的偏移
78 * return : 写入的字节数如果为负值表示写入失败
79 */
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{int retvalue;unsigned char databuf[1];unsigned char ledstat;struct gpioled_dev *dev filp-private_data;retvalue copy_from_user(databuf, buf, cnt);if (retvalue 0){printk(kernel write failed!\r\n);return -EFAULT;}ledstat databuf[0]; /* 获取状态值 */if (ledstat LEDON){gpio_set_value(dev-led_gpio, 0); /* 打开 LED 灯 */}else if (ledstat LEDOFF){gpio_set_value(dev-led_gpio, 1); /* 关闭 LED 灯 */}return 0;
}
/*
104 * description : 关闭/释放设备
105 * param – filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)
106 * return : 0 成功;其他 失败
*/
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{unsigned long flags;struct gpioled_dev *dev filp-private_data;/* 关闭驱动文件的时候将 dev_stats 减 1 */spin_lock_irqsave(dev-lock, flags); /* 上锁 */if (dev-dev_stats){dev-dev_stats--;}spin_unlock_irqrestore(dev-lock, flags); /* 解锁 */return 0;
}
/* 设备操作函数 */
static struct file_operations gpioled_fops {.owner THIS_MODULE,.open led_open,.read led_read,.write led_write,.release led_release,
};
static int __init led_init(void)
{int ret 0;spin_lock_init(gpioled.lock);/* 设置 LED 所使用的 GPIO *//* 1、获取设备节点 gpioled */gpioled.nd of_find_node_by_path(/gpioled);if (gpioled.nd NULL){printk(gpioled node cant not found!\r\n);return -EINVAL;}else{printk(gpioled node has been found!\r\n);}/* 2、 获取设备树中的 gpio 属性得到 LED 所使用的 LED 编号 */gpioled.led_gpio of_get_named_gpio(gpioled.nd, led-gpio, 0);if (gpioled.led_gpio 0){printk(cant get led-gpio);return -EINVAL;}printk(led-gpio num %d\r\n, gpioled.led_gpio);ret gpio_direction_output(gpioled.led_gpio, 1);if (ret 0){printk(cant set gpio!\r\n);}/*1、创建设备号*/if (gpioled.major){gpioled.devid MKDEV(gpioled.major, 0);register_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);}else{alloc_chrdev_region(gpioled.devid, 0, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);gpioled.major MAJOR(gpioled.devid);gpioled.minor MINOR(gpioled.devid);}printk(newcheled major: %d minor: %d, gpioled.major, gpioled.minor);gpioled.cdev.owner THIS_MODULE;cdev_init(gpioled.cdev, gpioled_fops);cdev_add(gpioled.cdev, gpioled.devid, GPIOLED_CNT);gpioled.class class_create(THIS_MODULE, GPIOLED_NAME);if (IS_ERR(gpioled.class)){return PTR_ERR(gpioled.class);}gpioled.device device_create(gpioled.class, NULL, gpioled.devid, NULL, GPIOLED_NAME);if (IS_ERR(gpioled.device)){return PTR_ERR(gpioled.device);}return 0;
}
static void __exit led_exit(void)
{/* 注销字符设备驱动 */cdev_del(gpioled.cdev); /* 删除 cdev */unregister_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT);device_destroy(gpioled.class, gpioled.devid);class_destroy(gpioled.class);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE(GPL);
MODULE_AUTHOR(wyw);测试App和上面的保持一致即可。
信号量实验
#include linux/semaphore.h
#include linux/types.h
#include linux/kernel.h
#include linux/delay.h
#include linux/ide.h
#include linux/init.h
#include linux/module.h
#include linux/errno.h
#include linux/gpio.h
#include linux/cdev.h
#include linux/device.h
#include linux/of.h
#include linux/of_address.h
#include linux/of_gpio.h
#include asm/mach/map.h
#include asm/uaccess.h
#include asm/io.h
#define GPIOLED_CNT 1 /* 设备号个数 */
#define GPIOLED_NAME gpioled /* 名字 */
#define LEDOFF 0 /* 关灯 */
#define LEDON 1 /* 开灯 *//* gpioled 设备结构体 */
struct gpioled_dev
{dev_t devid; /* 设备号 */struct cdev cdev; /* cdev */struct class *class; /* 类 */struct device *device; /* 设备 */int major; /* 主设备号 */int minor; /* 次设备号 */struct device_node *nd; /* 设备节点 */int led_gpio; /* led 所使用的 GPIO 编号 */struct semaphore sem; /* 信号量 */
};
struct gpioled_dev gpioled; /* led 设备 */
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{filp-private_data gpioled; /* 设置私有数据 *//* 获取信号量,进入休眠状态的进程可以被信号打断 */if (down_interruptible(gpioled.sem)){return -ERESTARTSYS;}
#if 0down(gpioled.sem); /* 不能被信号打断 */
#endifreturn 0;
}
/** description : 从设备读取数据* param – filp : 要打开的设备文件(文件描述符)* param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区* param - cnt : 要读取的数据长度* param – offt : 相对于文件首地址的偏移* return : 读取的字节数如果为负值表示读取失败*/
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{return 0;
}
/*
73 * description : 向设备写数据
74 * param - filp : 设备文件表示打开的文件描述符
75 * param - buf : 要写给设备写入的数据
76 * param - cnt : 要写入的数据长度
77 * param – offt : 相对于文件首地址的偏移
78 * return : 写入的字节数如果为负值表示写入失败
79 */
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{int retvalue;unsigned char databuf[1];unsigned char ledstat;struct gpioled_dev *dev filp-private_data;retvalue copy_from_user(databuf, buf, cnt);if (retvalue 0){printk(kernel write failed!\r\n);return -EFAULT;}ledstat databuf[0]; /* 获取状态值 */if (ledstat LEDON){gpio_set_value(dev-led_gpio, 0); /* 打开 LED 灯 */}else if (ledstat LEDOFF){gpio_set_value(dev-led_gpio, 1); /* 关闭 LED 灯 */}return 0;
}
/*
104 * description : 关闭/释放设备
105 * param – filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)
106 * return : 0 成功;其他 失败
*/
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{struct gpioled_dev *dev filp-private_data;/* 关闭驱动文件的时候释放原子变量 */up(dev-sem); /* 释放信号量信号量值加 1 */return 0;
}
/* 设备操作函数 */
static struct file_operations gpioled_fops {.owner THIS_MODULE,.open led_open,.read led_read,.write led_write,.release led_release,
};
static int __init led_init(void)
{int ret 0;sema_init(gpioled.sem, 1);/* 设置 LED 所使用的 GPIO *//* 1、获取设备节点 gpioled */gpioled.nd of_find_node_by_path(/gpioled);if (gpioled.nd NULL){printk(gpioled node cant not found!\r\n);return -EINVAL;}else{printk(gpioled node has been found!\r\n);}/* 2、 获取设备树中的 gpio 属性得到 LED 所使用的 LED 编号 */gpioled.led_gpio of_get_named_gpio(gpioled.nd, led-gpio, 0);if (gpioled.led_gpio 0){printk(cant get led-gpio);return -EINVAL;}printk(led-gpio num %d\r\n, gpioled.led_gpio);ret gpio_direction_output(gpioled.led_gpio, 1);if (ret 0){printk(cant set gpio!\r\n);}/*1、创建设备号*/if (gpioled.major){gpioled.devid MKDEV(gpioled.major, 0);register_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);}else{alloc_chrdev_region(gpioled.devid, 0, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);gpioled.major MAJOR(gpioled.devid);gpioled.minor MINOR(gpioled.devid);}printk(newcheled major: %d minor: %d, gpioled.major, gpioled.minor);gpioled.cdev.owner THIS_MODULE;cdev_init(gpioled.cdev, gpioled_fops);cdev_add(gpioled.cdev, gpioled.devid, GPIOLED_CNT);gpioled.class class_create(THIS_MODULE, GPIOLED_NAME);if (IS_ERR(gpioled.class)){return PTR_ERR(gpioled.class);}gpioled.device device_create(gpioled.class, NULL, gpioled.devid, NULL, GPIOLED_NAME);if (IS_ERR(gpioled.device)){return PTR_ERR(gpioled.device);}return 0;
}
static void __exit led_exit(void)
{/* 注销字符设备驱动 */cdev_del(gpioled.cdev); /* 删除 cdev */unregister_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT);device_destroy(gpioled.class, gpioled.devid);class_destroy(gpioled.class);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE(GPL);
MODULE_AUTHOR(wyw);具体代码如上所示。open函数中申请信号量可以使用down函数也可以使用down_interruptible函数。如果信号量值大于等于 1 就表示可用那么应用程序就会开始使用 LED 灯。如果信号量值为 0 就表示应用程序不能使用 LED 灯此时应用程序就会进入到休眠状态。等到信号量值大于 1 的时候应用程序就会唤醒申请信号量获取 LED 灯使用权实验现象如下
互斥体实验
互斥实验类似将信号量对应的部分换为互斥体的部分即可具体代码如下
55 static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
56 {
57 filp-private_data gpioled; /* 设置私有数据 */
58
59 /* 获取互斥体,可以被信号打断 */
60 if (mutex_lock_interruptible(gpioled.lock)) {
61 return -ERESTARTSYS;
62 }
63 #if 0
64 mutex_lock(gpioled.lock); /* 不能被信号打断 */
65 #endif
66 return 0
67 }119 static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
120 {
121 struct gpioled_dev *dev filp-private_data;
122
123 /* 释放互斥锁 */
124 mutex_unlock(dev-lock);
125
126 return 0;
127 }
143 static int __init led_init(void)
144 {
145 int ret 0;
146
147 /* 初始化互斥体 */
148 mutex_init(gpioled.lock);
......
205 return 0;
206 }
