28.linux内核（线程/进程）同步——互斥锁

1.linux内核（线程/进程）同步——内存屏障
2.linux内核（线程/进程）同步——原子操作
3.linux内核（线程/进程）同步——自旋锁
4.linux内核（线程/进程）同步——信号量
5.linux内核（线程/进程）同步——互斥锁
6.linux内核（线程/进程）同步——完成量

互斥锁

互斥锁类似自旋锁，资源只有一个，只有一个实体可以获得资源。不同于自旋锁，互斥体竞争不到资源会睡眠。互斥锁和自旋锁的适用场合个人认为取决于资源实时性和调度周期。自旋锁适合周期短的对调度时间敏感的资源，也就是大量碎片化资源。互斥体由于涉及到线程/进程的调度，唤醒需要时间，时间长短也无法有保障。例如在显卡的帧同步中等待画面刷到屏幕上就需要使用自旋锁，而不是互斥锁，如果使用互斥锁唤醒进程耽误的时间可能已经是好几帧画面了。
相关api在mutex.h中

//声明互斥锁
struct mutex lock
//初始化互斥锁
mutex_init(mutex)
//上锁
void mutex_lock(struct mutex *lock);
int __must_check mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock);
int __must_check mutex_lock_killable(struct mutex *lock);
int mutex_trylock(struct mutex *lock);
//释放锁
void mutex_unlock(struct mutex *lock);

互斥锁字符设备驱动

互斥锁字符设备跟自旋锁完全一样

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/slab.h>
#include <asm/uaccess.h>

MODULE_LICENSE("GPL");

static int data = 1;
module_param(data, int, 0644);  //声明模块参数
dev_t devid;
struct cdev char_dev;
struct class * char_class;
int buffer_size = 100;
char * char_data;
static struct mutex data_lock;

static int open(struct inode * node, struct file * fl){
	return 0;
}

static long ioctl(struct file * fl, unsigned int cmd, unsigned long arg){
	return 0;
}

static ssize_t read(struct file * fl, char __user * buf, size_t len, loff_t * offset){
	int ret = 0,copy_len,data_len;
	mutex_lock(&data_lock);

	data_len = strlen(char_data)+1;
	if(fl->f_pos + len > data_len)
		copy_len = data_len - fl->f_pos; //超过长度，复制剩余部分
	else
		copy_len = len;					 //没超过

	ret = copy_to_user(buf,char_data+fl->f_pos,copy_len);
	ret = copy_len - ret;
	*offset += ret;						 //移动文件指针
	mutex_unlock(&data_lock);
	return ret;
}

static ssize_t write(struct file * fl, const char __user * buf, size_t len, loff_t * offset){
	int ret = 0,copy_len,data_len = buffer_size;
	mutex_lock(&data_lock);

	if(fl->f_pos + len > data_len)
		copy_len = data_len - fl->f_pos; //超过长度，复制剩余部分
	else
		copy_len = len;					 //没超过

	ret = copy_from_user(char_data+fl->f_pos,buf,copy_len);
	ret = copy_len - ret;
	*offset += ret;						 //移动文件指针
	mutex_unlock(&data_lock);
	return ret;
}

struct file_operations my_opts = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = open,
	.read = read,
	.write = write,
	.unlocked_ioctl = ioctl
};

static int __init char_init(void){
	int ret = 0;

    devid = MKDEV(241, 1);								//换算设备号
    ret = register_chrdev_region(devid, 1, "char_test");//注册设备，在/proc/drivers下面可以看到
    if (ret < 0)
        goto err0;

    cdev_init(&char_dev,&my_opts);						//绑定opt结构体
    char_dev.owner = THIS_MODULE;
    ret = cdev_add(&char_dev,devid,1);					//注册字符设备驱动
    if (ret < 0)
    	goto err1;

    char_class = class_create(THIS_MODULE,"char_test"); //在/sys/class中创建文件夹
    device_create(char_class,NULL,devid,NULL,"char_test_dev_%d",1);//在上一步文件夹中创建char_test_dev_1

    char_data = kzalloc(buffer_size,GFP_KERNEL);
    mutex_init(&data_lock);
	printk("char init\n");
    return 0;

	err1:
	    unregister_chrdev_region(devid, 1);
    err0:
        return ret;
}

static void __exit char_exit(void){
	kfree(char_data);
	unregister_chrdev_region(devid, 1);
	cdev_del(&char_dev);
	device_destroy(char_class,devid);
	class_destroy(char_class);
	printk("char exit\n");
}

module_init(char_init);
module_exit(char_exit);