Linux内核并发控制实验手册：原子操作与自旋锁

"并发控制驱动实验指导书" 在嵌入式开发中，特别是在Linux内核环境中，并发控制是确保系统稳定性与正确性的关键部分。本实验指导书主要涵盖了多个并发控制机制，包括原子操作、自旋锁、读写自旋锁、顺序锁、信号量、互斥体、等待队列、轮询poll和select以及信号和异步通知等，旨在帮助学生理解和掌握这些概念的实际应用。 实验十四：原子操作实验 在实验中，你需要编写一个字符设备驱动，实现原子操作功能。原子操作不允许被中断，确保在多线程环境下数据的一致性。实验目标是通过设置不同的参数（atom=0或1）来观察原子操作对并发访问的影响。当atom=0时，允许多个进程同时打开驱动，而atom=1时，只有一个进程可以打开。通过测试程序对比两种情况，可以看到原子操作如何阻止并发访问。 实验十五：自旋锁实验 自旋锁是一种用于保护短时临界区的锁定机制。在该实验中，你需要编写一个驱动，包含自旋锁操作。实验目的是掌握自旋锁的使用，自旋锁会使尝试获取锁但未获得的进程在内核态下持续循环检查，直到锁变为可用。通过创建设备节点和运行测试程序，你可以观察自旋锁如何确保对共享资源的独占访问。 实验十六至实验二十二分别涉及读写自旋锁、顺序锁、信号量、互斥体、等待队列、轮询poll和select以及信号和异步通知等高级并发控制技术。这些机制各有特点，如读写自旋锁允许多个读取者同时访问，而互斥体则确保同一时间只有一个进程访问资源。等待队列常用于阻塞等待某一条件满足的进程，而轮询poll和select则用于高效地监控多个文件描述符的状态。信号和异步通知则提供了一种进程间通信的方式。 通过这些实验，学习者能够深入理解Linux内核中的并发控制机制，这对于进行高效率、低延迟的嵌入式系统设计至关重要。每个实验不仅提供了实践操作的机会，还强调了理论知识的应用，有助于巩固并发控制的概念。在实验过程中，使用Ubuntu 12.04及内核版本3.2.0-35-generic，确保了环境的兼容性和一致性。