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  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>` 33 34## 详细介绍 35### semaphore信号量 36 37  semaphore信号量是基于计数实现的。 38 39  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。 40 41### mutex互斥量 42 43  mutex是一种轻量级的同步原语，只有0和1两种状态。 44 45  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。 46 47#### 特性 48 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 53 54#### 数据结构 55 56  mutex定义在`common/mutex.h`中。其数据类型如下所示： 57 58```c 59typedef struct 60{ 61 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; 66``` 67 68#### API 69 70##### mutex_init 71 72**`void mutex_init(mutex_t *lock)`** 73 74  初始化一个mutex对象。 75 76##### mutex_lock 77 78**`void mutex_lock(mutex_t *lock)`** 79 80  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。 81 82##### mutex_unlock 83 84**`void mutex_unlock(mutex_t *lock)`** 85 86  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。 87 88##### mutex_trylock 89 90**`void mutex_trylock(mutex_t *lock)`** 91 92  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. 93 94##### mutex_is_locked 95 96**`void mutex_is_locked(mutex_t *lock)`** 97 98  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。 99 100