linux - 内核编程 - 互斥量

Question

所以我尝试使用mutex_init()、mutex_lock()、mutex_unlock()进行线程同步。

我目前正在尝试以循环方式安排线程(但一次可以运行超过 1 个线程)并且我将线程的当前状态设置为 TASK_INTERRUPTIBLE，然后唤醒建立另一个线程，其 PID，我在列表中。

我需要根据我的逻辑迭代此列表。

据我了解，我需要在访问其元素时锁定此列表，否则另一个线程可能会在我对其进行更改时错过新条目。此外，由于一个互斥锁已锁定资源，因此在原始互斥锁释放资源之前，没有其他互斥锁可以解锁它。

但是，我仍然不确定我是否正确锁定了它。 (我在调用 schedule() 之前释放锁，然后重新锁定)

我在一个线程中本地声明一个互斥量并锁定列表。在我当前线程锁定之后

mutex_lock(&lock); 

然后我遍历列表，直到找到一些东西(或者如果没有找到任何东西就结束)，然后解锁。

mutex_unlock(&lock);

我假设在迭代时锁定是合法的。不过，我从未见过这样的例子。

此外，进程在持有互斥锁时处于 (TASK_UNINTERRUPTIBLE) 状态是否正常？

编辑: 我正在根据以下答案添加更多信息。

我的程序有可能在单核虚拟机上运行。因此，我不想冒险使用 spin_lock() 进行无限轮询。

我正在尝试维护具有特定 ID 的线程之间的调度。例如，如果有 4 个线程。 “A”组中有 2 个，“B”组中有 2 个。我只允许在每组中运行 1 个线程。但是我在给定集合中的线程之间切换。但是，集合“A”中的线程不应切换到集合“B”中的任何线程

(我知道内核调度器不会是完美的，所以一个近似的切换就可以了)。

我对 TASK_STATE 的推理:

1) 创建的初始线程正在运行。

2) 如果同一组中的另一个线程正在运行(并且这个线程在给定时间内没有执行)。设置其他线程为TASK_INTERRUPTIPLE，同时调用schedule()； 注意:每个集合中可以有 2 个以上的线程，但为了简单起见，我们现在只考虑 2 个。

3) 如果已经执行了足够的时间，则将此任务设置为TASK_INTERRUPTIPLE，将同一组中的其他任务设置为TASK_RUNNING，同时调用schedule ();

当我访问某些被(现在)全局互斥锁锁定的数据结构时，所有这些逻辑都会发生。我在调用 schedule() 之前解锁互斥锁，然后立即重新锁定。在我的逻辑部分完成后，我完全解锁了互斥体。

这种方法有什么根本性的错误吗？

Answer 1

As I understand it, I need to lock this list as I access its elements

是的，确实如此。但是，如果您使用互斥锁，您会非常难过，因为对 lock/unlock 的调用 是对调度程序的调用。因此，从调度程序内部调用它会导致死锁。您需要做什么取决于您的处理器是多核处理器还是(神秘的)单核处理器。 (这是一个虚拟系统吗？)在单核处理器上，您可以禁用中断。在多核处理器上，禁用中断是不够的(它只禁用了一个内核的中断，另一个内核可能仍然被中断)。在多核上最简单的事情就是使用自旋锁。与互斥锁不同，这两种锁定机制都可以从不同的线程解锁。

I set the current state of a thread to TASK_INTERRUPTIBLE

线程是否正在脱离 CPU？如果是这样，它就没有运行，所以我怀疑 TASK_INTERRUPTIBLE 是错误的状态。如果您能为我列出可能的状态，或者您能描述该状态应该表示什么，那将会很有帮助。因为对我来说“TASK_INTERRUPTIBLE”听起来像是一个正在运行的任务。

I declare a mutex locally within a thread and lock the list

本地互斥体是一个危险信号!您锁定的资源应该由具有相同范围的互斥体保护。如果列表是全局的，它应该有一个全局互斥锁来保护它。想要使用列表的线程必须首先获取它的互斥量。当然，正如我已经谈到的，您可能希望使用不同类型的锁定来保护准备运行进程的列表。

I assume locking while I iterate is legal

这是完全合法的(当然假设您的互斥方案没有错误)。事实上，这是必需的。例如，如果允许另一个线程在您读取列表时从列表中删除一个节点，您最终可能会取消引用已删除的节点。

Also, is it normal for the process to have a state of TASK_UNINTERRUPTIBLE while it holds a mutex lock?

不，如果进程当前正在 CPU 上运行，则不会在它持有锁时。用户代码可以使用互斥体。如果持有互斥锁使进程不可中断，则意味着进程可以通过简单地锁定互斥锁并且永远不会释放它来劫持系统。现在，您会发现lock 和unlock 功能需要在单核处理器上是不可中断的。然而，为进程设置状态是没有意义的，因为它实际上是调度程序不能被中断。