linux设备驱动-原子操作

1. 原子操作

整型原子操作和位原子操作，比如一个设备只能被一个进程打开，比如serial串口设备

1.1 整形原子操作：

1．设置原子变量的值

void atomic_set(atomic_t *v, int i); //设置原子变量的值为i
atomic_t v = ATOMIC_INIT(0); //定义原子变量v 并初始化为0

2．获取原子变量的值
atomic_read(atomic_t *v); //返回原子变量的值
3．原子变量加/减

void atomic_add(int i, atomic_t *v); //原子变量增加i
void atomic_sub(int i, atomic_t *v); //原子变量减少i

4．原子变量自增/自减

void atomic_inc(atomic_t *v); //原子变量增加1
void atomic_dec(atomic_t *v); //原子变量减少1

5．操作并测试

int atomic_inc_and_test(atomic_t *v);
int atomic_dec_and_test(atomic_t *v);
int atomic_sub_and_test(int i, atomic_t *v);

上述操作对原子变量执行自增、自减和减操作后（注意没有加）测试其是否为0，为0 则返回true，
否则返回false。
6．操作并返回

int atomic_add_return(int i, atomic_t *v);
int atomic_sub_return(int i, atomic_t *v);
int atomic_inc_return(atomic_t *v);
int atomic_dec_return(atomic_t *v);

上述操作对原子变量进行加/减和自增/自减操作，并返回新的值。

//使用原子变量使设备只能被一个进程打开
static atomic_t xxx_available = ATOMIC_INIT(1); /*定义原子变量*/

static int xxx_open(struct inode *inode, struct file *filp) {
    ...
    if (!atomic_dec_and_test(&xxx_available))
    {
        atomic_inc(&xxx_available);
        return - EBUSY; /*已经打开*/
    }
    ...
    return 0; /* 成功 */
}

static int xxx_release(struct inode *inode, struct file *filp) {
    atomic_inc(&xxx_available); /* 释放设备 */
    return 0;
}

1.1 位原子操作：

1．设置位

void set_bit(n, void *addr);

上述操作设置addr 地址的第n 位，所谓设置位即将位写为1。
2．清除位

void clear_bit(n, void *addr);

上述操作清除addr 地址的第n 位，所谓清除位即将位写为0。
3．改变位

void change_bit(n, void *addr);

上述操作对addr 地址的第n 位进行反置。
4．测试位

test_bit(n, void *addr);

上述操作返回addr 地址的第n 位。
5．测试并操作位
“Set a bit and return its old value”
nr – Bit to set
addr – Address to count from

注意：nr是需要设置的“哪一位”，而不是将addr的值设置成nr。

例如”test_and_set_bit(0, &var)”，”0” 不是要设置的值，而是表示var中第0位需要被设置为”1”。此函数返回相应比特位上一次被设置的值。
test_and_clear_bit()用法正好相反， which assigns “0” to the specified bit.

int test_and_set_bit(n, void *addr);
int test_and_clear_bit(n, void *addr);
int test_and_change_bit(n, void *addr);

上面test_and_xxx_bit（n, void *addr）操作等同于执行test_bit （n, void *addr）后再执行xxx_bit（n,void *addr）。