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int linux 原子操作_Linux原子操作

时间:2023-05-13 13:33:28

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int linux 原子操作_Linux原子操作

一、原子操作

所谓原子操作,就是该操作绝不会在执行完毕前被任何其他任务或事件打断,也就说,它是最小的执行单位,不可能有比它更小的执行单位,因此这里的原子实际是使用了物理学里的物质微粒的概念。

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于内核源码树的 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,很多引用计数(refcnt)就是通过原子操作实现的。原子类型定义如下:

typedefstruct

{

volatileintcounter;

}atomic_t;

volatile修饰字段告诉gcc不要对该类型的数据做优化处理,对它的访问都是对内存的访问,而不是对寄存器的访问。

二、原子操作API

atomic_read(atomic_t*v);

该函数对原子类型的变量进行原子读操作,它返回原子类型的变量v的值。

atomic_set(atomic_t*v,inti);

该函数设置原子类型的变量v的值为i。

voidatomic_add(inti,atomic_t*v);

该函数给原子类型的变量v增加值i。

atomic_sub(inti,atomic_t*v);

该函数从原子类型的变量v中减去i。

intatomic_sub_and_test(inti,atomic_t*v);

该函数从原子类型的变量v中减去i,并判断结果是否为0,如果为0,返回真,否则返回假。

voidatomic_inc(atomic_t*v);

该函数对原子类型变量v原子地增加1。

voidatomic_dec(atomic_t*v);

该函数对原子类型的变量v原子地减1。

intatomic_dec_and_test(atomic_t*v);

该函数对原子类型的变量v原子地减1,并判断结果是否为0,如果为0,返回真,否则返回假。

intatomic_inc_and_test(atomic_t*v);

该函数对原子类型的变量v原子地增加1,并判断结果是否为0,如果为0,返回真,否则返回假。

intatomic_add_negative(inti,atomic_t*v);

该函数对原子类型的变量v原子地增加I,并判断结果是否为负数,如果是,返回真,否则返回假。

intatomic_add_return(inti,atomic_t*v);

该函数对原子类型的变量v原子地增加i,并且返回指向v的指针。

intatomic_sub_return(inti,atomic_t*v);

该函数从原子类型的变量v中减去i,并且返回指向v的指针。

intatomic_inc_return(atomic_t*v);

该函数对原子类型的变量v原子地增加1并且返回指向v的指针。

intatomic_dec_return(atomic_t*v);

该函数对原子类型的变量v原子地减1并且返回指向v的指针。

原子操作通常用于实现资源的引用计数,在TCP/IP协议栈的IP碎片处理中,就使用了引用计数,碎片队列结构structipq 描述了一个IP碎片,字 段refcnt就是引用计数器,它的类型为atomic_t,当创建IP碎片时(在函数ip_frag_create中),使用atomic_set函数 把它设置为1,当引用该IP碎片时,就使用函数atomic_inc把引用计数加1。

当不需要引用该IP碎片时,就使用函数 ipq_put来释放该IP碎片,ipq_put使用函数atomic_dec_and_test把引用计数减1并判断引用计数是否为0,如果是就释放 IP碎片。函数ipq_kill把IP碎片从ipq队列中删除,并把该删除的IP碎片的引用计数减1(通过使用函数atomic_dec实现)。

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