Linux设备驱动中的并发

并发就是多个执行单元或多个进程并行执行，而这多个执行单元对资源进行共享，比如访问同一个变量或同一个硬件资源，这个时候就很容易出现竞态(说简单点就是竞争同一个”女朋友”)。

为了处理并发带来的问题，Linux有几种处理方法:

1. 中断屏蔽

2. 原子 *** 作

3. 自旋锁

4. 信号量

5. 互斥体

6. 完成量

以上几种处理并发的方式各有利弊，需要根据实际情况来选择使用哪一种。

它的原理就是让CPU不响应中断，一般使用这种方法的要求代码段要比较少，不能占用大量的时间。一般在驱动中不推荐使用这种方式。

原子量保证对一个整形数据的 *** 作是排他性的。就是该 *** 作绝不会在执行完毕前被任何其他任务或事件打断。

自旋锁是一种典型的对临界资源进行互斥访问的手段。当一个自旋锁已经被其他线程持有，而另一个线程试图去获取自旋锁，这时候就会一直在那里等待(原地自旋等待)。如果递归调用自旋锁，就会导致系统死锁。

与自旋锁不同的是，当获取不到信号量时，进程不会原地打转而是进入休眠等待状态。新的Linux内核倾向于直接使用mutex作为互斥手段，信号量用作互斥不再被推荐使用。

当进程占用资源时间较长时，用互斥体会比较好。

使用方法：

完成量的机制是实现一个线程发送一个信号通知另一个线程完成某个任务。一个线程调用wait_for_completion后就进入休眠，另一个线程执行完某个任务后就发送通知给进入休眠的线程，然后它就执行wait_for_completion后面的代码。

在Linux下，我们可以使用多线程并发执行sql文件命令。以下是一个简单的示例：

1. 首先，创建一个包含需要执行的SQL文件路径的文本文件，名为file_list.txt：

```

/home/user/sql/file1.sql

/home/user/sql/file2.sql

/home/user/sql/file3.sql

```

2. 然后，使用xargs和并发执行工具parallel来读取file_list.txt中的每个文件路径，并执行mysql命令：

```

cat file_list.txt | xargs -I {} -P 4 sh -c 'mysql -u [username] -p[password] [database] <{}'

```

这个命令将执行file_list.txt中指定的每个SQL文件，并且允许同时执行4个进程（-P 4参数）。你需要将[username]、[password]和[database]替换为你的数据库用户名、密码和数据库名。

3. 如果你想输出执行结果或错误信息到文件中，可以添加重定向 *** 作符">"或"2>"。例如：

```

cat file_list.txt | xargs -I {} -P 4 sh -c 'mysql -u [username] -p[password] [database] <{} >{}.out 2>{}.err'

```

这将把每个SQL文件执行后的输出结果和错误信息保存到它们各自的".out"和".err"文件中。

注意：在执行这种批量处理任务时，请确保你的系统有足够的资源支持多线程和并发执行。同时，也要注意对于生产环境的数据库，一定要谨慎 *** 作，避免数据丢失或损坏。

需要一定的努力才可以学好：

Linux设备驱动是linux内核的一部分，是用来屏蔽硬件细节，为上层提供标准接口的一种技术手段。为了能够编写出质量比较高的驱动程序，要求工程师必须具备以下几个方面的知识：

1、 熟悉处理器的性能

如：处理器的体系结构、汇编语言、工作模式、异常处理等。对于初学者来说，在还不熟悉驱动编写方法的情况下，可以先不把重心放在这一项上，因为可能因为它的枯燥、抽象而影响到你对设备驱动的兴趣。随着你不断地熟悉驱动的编写，你会很自然的意识到此项的重要性。

2、掌握驱动目标的硬件工作原理及通讯协议

如：串口控制器、显卡控制器、硬件编解码、存储卡控制器、I2C通讯、SPI通讯、USB通讯、SDIO通讯、I2S通讯、PCI通讯等。编写设备驱动的前提就是需要了解设备的 *** 作方法，所以这些内容的重要程度不言而喻。但不是说要把所有设备的 *** 作方法都熟悉了以后才可以写驱动，你只需要了解你要驱动的硬件就可以了。

一、掌握硬件的控制方法

如：中断、轮询、DMA 等，通常一个硬件控制器会有多种控制方法，你需要根据系统性能的需要合理的选择 *** 作方法。初学阶段以实现功能为目的，掌握的顺序应该是，轮询->中断->DMA。随着学习的深入，需要综合考虑系统的性能需求，采取合适的方法。

二、良好的GNU C语言编程基础

如：C语言的指针、结构体、内存 *** 作、链表、队列、栈、C和汇编混合编程等。这些编程语法是编写设备驱动的基础，无论对于初学者还是有经验者都非常重要。

三、 良好的linux *** 作系统概念

如：多进程、多线程、进程调度、进程抢占、进程上下文、虚拟内存、原子 *** 作、阻塞、睡眠、同步等概念及它们之间的关系。这些概念及方法在设备驱动里的使用是linux设备驱动区别单片机编程的最大特点，只有理解了它们才会编写出高质量的驱动。

四、掌握linux内核中设备驱动的编写接口

如：字符设备的cdev、块设备的gendisk、网络设备的net_device，以及基于这些基本接口的framebuffer设备的fb_info、mtd设备的mtd_info、tty设备的tty_driver、usb设备的usb_driver、mmc设备的mmc_host等。

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