使用计数信号量如何创建递归互斥锁

Question

我在裸机环境中运行，所以任何回答说只使用你拥有的东西都不适用，因为我没有任何东西。我正在编写一个系统驱动程序，但我需要递归互斥锁，但我不知道如何实现它们。我目前只有一个作为自旋锁运行的计数信号量。是否可以从信号量创建递归互斥锁，或者我是否必须创建另一个同步原语，如果可以，如何？不需要代码，我只是想知道步骤。

Answer 1

如果您对数据竞争下发生的事情有一些相当薄弱的好属性，那么它本质上是轻而易举的：

/* data structure */
struct my_mutex {
    sem_t sem;
    volatile tid_t owner;
    unsigned count;
} m;

/* lock operation */
if (m->owner == self) { // formally a race
    m->cnt++;
} else {
    sem_wait(&m->sem);
    m->owner = self; // where self is tid of calling thread
}

/* unlock operation */
if (m->count > 0) {
    m->count--;
} else {
    m->owner = 0;
    sem_post(&m->sem);
}

请注意，假设赛车读取从某些可能的排序中读取了一些价值，则没有任何排序可以让您在自己是所有者时无法将自己视为所有者，在您不是时也不会将自己视为所有者。但是，如果您将它们视为正式未定义，则无效。

如果你不能这样做，你通常需要一个普通的 mutex + condvar 来模拟一个递归的 mutex，所以首先要弄清楚如何从一个信号量制作一个 condvar。

如果您的编译器具有 _Atomic 并支持线程 ID 的正确大小的原子（上面的抽象 tid_t 类型；在裸机上，这是您要定义的类型），您可以使 tid_t owner 成员 @ 987654325@并替换测试：

if (m->owner == self)

与：

if (atomic_load_explicit(&m->owner, memory_order_relaxed) == self)

和volatile 限定符（在很大程度上是不必要的，但作为向编译器发出的一个信号，它不应该拆分或组合负载，这有助于在没有原子的情况下实现我的目标“弱好的属性”）可以被删除。