1# 锁的类型及其规则 2 3## 简介 4 5  DragonOS内核实现了一些锁，大致可以分为两类： 6 7- 休眠锁 8- 自旋锁 9 10## 锁的类型 11 12### 休眠锁 13 14  休眠锁只能在可抢占的上下文之中被获取。 15 16  在DragonOS之中，实现了以下的休眠锁： 17 18- semaphore 19- mutex_t 20 21### 自旋锁 22 23- spinlock_t 24 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： 26 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 | 31 32 33## 详细介绍 34### semaphore信号量 35 36  semaphore信号量是基于计数实现的。 37 38  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。 39 40### mutex互斥量 41 42  mutex是一种轻量级的同步原语，只有0和1两种状态。 43 44  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。 45 46#### 特性 47 48- 同一时间只有1个任务可以持有mutex 49- 不允许递归地加锁、解锁 50- 只允许通过mutex的api来操作mutex 51- 在硬中断、软中断中不能使用mutex 52 53#### 数据结构 54 55  mutex定义在`common/mutex.h`中。其数据类型如下所示： 56 57```c 58typedef struct 59{ 60 61 atomic_t count; // 锁计数。1->已解锁。 0->已上锁,且有可能存在等待者 62 spinlock_t wait_lock; // mutex操作锁，用于对mutex的list的操作进行加锁 63 struct List wait_list; // Mutex的等待队列 64} mutex_t; 65``` 66 67#### API 68 69##### mutex_init 70 71**`void mutex_init(mutex_t *lock)`** 72 73  初始化一个mutex对象。 74 75##### mutex_lock 76 77**`void mutex_lock(mutex_t *lock)`** 78 79  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。 80 81##### mutex_unlock 82 83**`void mutex_unlock(mutex_t *lock)`** 84 85  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。 86 87##### mutex_trylock 88 89**`void mutex_trylock(mutex_t *lock)`** 90 91  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. 92 93##### mutex_is_locked 94 95**`void mutex_is_locked(mutex_t *lock)`** 96 97  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。 98 99