嵌入式操作系统chap6进程间通信.pptVIP

Linux 进程间通信（IPC）发展由来： linux下的进程通信手段基本上是从Unix平台上的进程通信手段继承而来的。而对Unix发展做出重大贡献的两大主力ATT的贝尔实验室及BSD（加州大学伯克利分校的伯克利软件发布中心）在进程间通信方面的侧重点有所不同。 前者对Unix早期的进程间通信手段进行了系统的改进和扩充，形成了“system V IPC”，通信进程局限在单个计算机内。 后者则跳过了该限制，形成了基于套接口（socket）的进程间通信机制。 Linux则把两者继承了下来： ? 原子操作需要硬件的支持，因此是架构相关的，其API和原子类型的定义都定义在内核源码的include/asm/atomic.h文件中，它们都使用汇编语言实现，因为C语言并不能实现这样的操作。 原子操作主要用于实现资源计数，在TCP/IP协议栈的IP碎片处理中，就使用了引用计数原子。类型定义如下： 原子操作详见atomic.h文件的API函数，见P123。 Linux中的信号量是一种睡眠锁。如果有一个任务试图获得一个已被持有的信号量时，信号量会将其推入等待队列，然后让其睡眠。这时处理器获得自由去执行其它代码。当持有信号量的进程将信号量释放后，在等待队列中的一个任务将被唤醒，从而便可以获得这个信号量。主要用在linux内核中的同步和互斥。 几个概念 Mutex是一把钥匙，一个人拿了就可进入一个房间，出来的时候把钥匙交给队列的第一个。一般的用法是用于串行化对critical section代码的访问，保证这段代码不会被并行的运行。 Semaphore是一件可以容纳N人的房间，如果人不满就可以进去，如果人满了，就要等待有人出来。对于N=1的情况，称为binary semaphore。一般的用法是，用于限制对于某一资源的同时访问。 Spin lock自旋锁 , 在内核中主要用来防止多处理器中并发访问临界区，防止内核抢占造成的竞争。另外自旋锁不允许任务睡眠 ,否则会产生自死锁。 无论是互斥锁，还是自旋锁，在任何时刻，最多只能有一个保持者，也就说，在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。 system v使用时需要包括几个头文件： #include sys/types.h #include sys/ipc.h #include sys/sem.h posix使用时需要包括几个头文件： #include?sys/types.h?? #include?sys/ipc.h?? #include?semaphore.h?? 三、信号量 struct sem {??????????short???????sempid;/* pid of last operaton */??????????ushort?????semval;/* current value */??????????ushort?????semncnt;/* num procs awaiting increase in semval */??????????ushort?????semzcnt;/* num procs awaiting semval = 0 */????}  三、信号量 1.创建和打开信号量 int semget(key_t key, int nsems, int oflag) (1) nsems0 : 创建一个信号量集，指定集合中信号量的数量，一旦创建就不能更改。 (2) nsems==0 : 访问一个已存在的集合 (3) 返回的是一个称为信号量标识符的整数，semop和semctl函数将使用它。 (4)该集合中的每个信号量不初始化，这些结构是在semctl，用参数SET_VAL，SETALL初始化的。 semget函数执行成功后，就产生了一个由内核维持的类型为semid_ds结构体的信号量集，返回semid就是指向该信号量集的引索。 三、信号量 2.设置信号量的值（PV操作） int semop(int semid, struct sembuf *opsptr, size_t nops); (1) semid： 是semget返回的semid (2)opsptr： 指向信号量操作结构数组 (3) nops ： opsptr所指向的数组中的sembuf结构体的个数 struct sembuf { short sem_num; // 要操作的信号量在信号量集里的编号， short sem_op; // 信号量操作 short sem_flg; // 操作表示符 }; (4) 若sem_op 是正数，其值就加到semval上，即释放信号量控制的资源 若sem_op 是0，那么调用者希望等到semval变为0，如果semval是0就返回; 若s