学会使用设备树后，要学习linux驱动编写中容易出现的”并发与竞争“。
代码是在之前代码的基础上进行修改。
并发与竞争
（本部分来自于正点原子pdf）
什么是并发与竞争，为什么会出现并发与竞争：
要保护的内容是：
什么是原子操作：
Linux提供的API函数
atomic
整形操作
位操作
自旋锁
信号量 互斥体
代码修改（atomic）
设备结构体
多了atomic_t lock;
设备操作函数
模块入口/出口函数
__init :
APP程序
在之前的APP.c中修改，添加了部分内容。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
/*
* @description : main主程序
* @param - argc : argv数组元素个数
* @param - argv : 具体参数
* @return : 0 成功;其他 失败
*/
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd, ret;
int cnt = 0;
unsigned char buf[1];
if(3 != argc) {
printf("Usage:\n"
"\t./atomicAPP /dev/gpio-led 1 @ close LED\n"
"\t./atomicAPP /dev/gpio-led 0 @ open LED\n"
);
return -1;
}
/* 打开设备 */
fd = open(argv[1], O_RDWR);
if(0 > fd) {
printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);
return -1;
}
/* 将字符串转换为int型数据 */
buf[0] = atoi(argv[2]);
/* 向驱动写入数据 */
ret = write(fd, buf, sizeof(buf));
if(0 > ret){
printf("LED Control Failed!\r\n");
close(fd);
return -1;
}
/* 模拟占用25s LED设备 */
for(;;) {
sleep(5);
cnt++;
printf("APP running times: %d\r\n", cnt);
if(cnt >= 5) break;
}
printf("APP running finished\r\n");
/* 关闭设备 */
close(fd);
return 0;
}
代码修改（自旋锁）
代码在atomic.c的基础上修改
自旋锁（上锁、解锁） ，控制的是dev_stats变量。也就是在改变dev_stats变量的值前，要上锁（其他设备不能修改dev_stats值），修改值后，要进行解锁。
代码修改（信号量）
在spinlock.c的基础上进行修改。
运行
atomic
正点原子pdf：
实际运行： failed
后来查看代码，发现led_open操作函数的if条件写错了。
因为atomic_dec_and_test函数，是用来上锁的：将lock值减1，然后判断是否为0，如果是，则返回1（上锁成功，设备占用成功），否则返回1。
所以原来的代码是：
if(atomic_dec_and_test(&gpioled.lock))
{
// error
return -EBUSY;
}即，设备占用成功，atomic_dec_and_test返回值为1，满足if条件，进入if条件下的语句（但是是error的语句） ，认为设备busy，占用失败。【相互矛盾了不是】
修改代码：
修改代码后： succeed
自旋锁
信号量
总结
1. Linux是一个多任务系统。当多个任务共同操作同一段内存或同一个设备（共享资源）时，容易出现并发与竞争的情况。所以要处理对共享资源的并发访问。
2. 并发与竞争出现的几个主要原因：多线程并发访问；抢占式并发访问；中断程序并发访问；SMP（多核）核间并发访问，etc。
3. 在编写驱动的时候，就要注意避免并发核防止竞争访问。不然，会给后期埋下隐患。
4. 什么是共享资源，哪些内容需要保护。如，全局变量，设备结构体，etc。要弄清楚需要保护的内容或数据。
5. 几种处理并发和竞争的方法：原子操作；自旋锁；信号量；互斥体，etc。
- 1. 原子操作，是指不能进一步分割的操作。一般用于变量或者位操作。e.g 对某个变量进行赋值，将这个赋值的过程作为一个整体进行运行，即一个原子。
（整形操作）需要用到：atomic_t结构体。初始化、自增、自减函数。
（位操作）对内存直接操作。
- 2. 自旋锁，保护结构体变量。 当一个线程访问某共享资源前，要获取相应的锁，此线程不释放锁，其他线程就不能获取。 锁只能被一个线程持有。 如果另一个线程想要获取锁，就处于循环-等待的状态，直至锁可用。
缺点：等待自旋锁的线程会一直等待，会浪费处理器时间，降低系统性能。
适用于：短时期的轻量级加锁。
注意事项：被自旋锁保护的临界区一定不能调用任何能够引起睡眠和阻塞的API函数。 不能递归申请自旋锁。 取锁之前一定要禁止本地中断，否则可能导致死锁。
需要：spinlock_t结构体。初始化、加锁、解锁函数。
- 3. 信号量，用于控制对共享资源的访问。
特点：可以使线程（等待的）进入休眠状态。 使用信号量会提高处理器的使用效率（不用像自旋锁那样一直在等待）。
适用于：占用资源比较久的场合。
缺点：信号量的开销比自旋锁大，因为信号量使线程进入休眠状态后会切换线程。
注意事项：不能用于中断中。因为中断不能休眠。
需要：struct semaphore。初始化、获取信号量、释放信号量的函数。
- 4. 互斥体，即，一次只有一个线程可以访问共享资源，不能递归申请互斥体。
适用于：建议需要互斥访问的地方用互斥体。
特点：互斥体可以导致休眠。因此中断中不能使用。 和信号量一样，互斥体保护的临界区可以调用引起阻塞的API函数。 不能递归上锁和解锁。
6. 注意事项
中断中只能使用自旋锁。
