1# 锁的类型及其规则
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3## 简介
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5  DragonOS内核实现了一些锁，大致可以分为两类：
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7- 休眠锁
8- 自旋锁
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10## 锁的类型
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12### 休眠锁
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14  休眠锁只能在可抢占的上下文之中被获取。
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16  在DragonOS之中，实现了以下的休眠锁：
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18- semaphore
19- mutex_t
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21### 自旋锁
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23- spinlock_t
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25  进程在获取自旋锁后，将改变pcb中的锁变量持有计数，从而隐式地禁止了抢占。为了获得更多灵活的操作，spinlock还提供了以下的方法：
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27| 后缀                       | 说明                         |
28| ------------------------ | -------------------------- |
29| _irq()                   | 在加锁时关闭中断/在放锁时开启中断          |
30| _irqsave()/_irqrestore() | 在加锁时保存中断状态，并关中断/在放锁时恢复中断状态 |
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32&emsp;&emsp;当您同时需要使用自旋锁以及引用计数时，一个好的方法是：使用`lockref`. 这是一种额外的加速技术，能额外提供“无锁修改引用计数”的功能。详情请见：{ref}`lockref <_lockref>`
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34## 详细介绍
35### semaphore信号量
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37&emsp;&emsp;semaphore信号量是基于计数实现的。
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39&emsp;&emsp;当可用资源不足时，尝试对semaphore执行down操作的进程将会被休眠，直到资源可用。
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41### mutex互斥量
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43&emsp;&emsp;mutex是一种轻量级的同步原语，只有0和1两种状态。
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45&emsp;&emsp;当mutex被占用时，尝试对mutex进行加锁操作的进程将会被休眠，直到资源可用。
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47#### 特性
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49- 同一时间只有1个任务可以持有mutex
50- 不允许递归地加锁、解锁
51- 只允许通过mutex的api来操作mutex
52- 在硬中断、软中断中不能使用mutex
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54#### 数据结构
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56&emsp;&emsp;mutex定义在`common/mutex.h`中。其数据类型如下所示：
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58```c
59typedef struct
60{
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62    atomic_t count; // 锁计数。1->已解锁。 0->已上锁,且有可能存在等待者
63    spinlock_t wait_lock;   // mutex操作锁，用于对mutex的list的操作进行加锁
64    struct List wait_list;  // Mutex的等待队列
65} mutex_t;
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68#### API
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70##### mutex_init
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72**`void mutex_init(mutex_t *lock)`**
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74&emsp;&emsp;初始化一个mutex对象。
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76##### mutex_lock
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78**`void mutex_lock(mutex_t *lock)`**
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80&emsp;&emsp;对一个mutex对象加锁。若mutex当前被其他进程持有，则当前进程进入休眠状态。
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82##### mutex_unlock
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84**`void mutex_unlock(mutex_t *lock)`**
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86&emsp;&emsp;对一个mutex对象解锁。若mutex的等待队列中有其他的进程，则唤醒下一个进程。
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88##### mutex_trylock
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90**`void mutex_trylock(mutex_t *lock)`**
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92&emsp;&emsp;尝试对一个mutex对象加锁。若mutex当前被其他进程持有，则返回0.否则，加锁成功，返回1.
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94##### mutex_is_locked
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96**`void mutex_is_locked(mutex_t *lock)`**
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98&emsp;&emsp;判断mutex是否已被加锁。若给定的mutex已处于上锁状态，则返回1，否则返回0。
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