使用互斥锁保护虚拟FIFO设备驱动并发访问

"该实验是关于使用互斥锁(mutex)对虚拟FIFO设备驱动程序进行并发保护的实践操作，旨在解决多进程同时访问设备驱动可能导致的问题。实验主要涉及Linux内核模块开发，C语言编程，并发控制以及设备驱动程序的设计。实验步骤包括编译测试应用程序，将模块加载到Linux系统，通过Qemu模拟器运行，并手动创建设备节点以进行读写测试。" 在Linux系统中，设备驱动程序是操作系统与硬件之间的桥梁，它负责处理硬件交互，使得用户空间的应用程序能够与硬件进行通信。在多任务环境下，多个进程可能同时尝试访问同一设备，如果没有适当的同步机制，就可能出现数据竞争和错误的结果。互斥锁(mutex)是一种常用的并发控制手段，它可以确保在任意时刻只有一个进程能持有锁并访问受保护的资源。 实验的起点位于rlk_lab/rlk_basic/chapter_9/lab2目录，这里的代码需要配置指向当前运行的Linux内核头文件目录。首先，需要编译名为test的测试应用程序，然后将编译好的mydemo_fasync.ko模块和test程序复制到内核模块目录。接着，通过运行特定脚本启动Qemu虚拟机，虚拟机中会创建8个设备，主设备号为252。 在Qemu虚拟机内部，需要手动创建一个设备节点，因为默认情况下/dev目录下没有对应主设备号的设备。通过运行test程序，可以向创建的设备/dev/mydemo0写入字符串，然后使用echo命令读取，证明demodrv_read()函数成功将写入的数据传输到了用户空间。 实验的进阶思考部分鼓励对并发控制有兴趣的学习者深入研究，比如观看相关视频课程，学习如何解决实际工作中的死机和黑屏问题。课程涵盖了kdump和crash工具在调试和故障恢复中的应用，以及如何在x86_64和arm64平台上进行实验。 这个实验是Linux内核开发者和系统工程师提升技能的一个实践平台，它涵盖了内核模块开发、设备驱动、并发控制等多个核心知识点，对于理解和掌握Linux系统底层运作有着重要的价值。通过这样的练习，可以提升开发者处理并发问题的能力，确保设备驱动在多任务环境下的正确性和稳定性。