2、3_3_进程互斥的硬件实现方法.pdf

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1、2019/5/16王道考研/1本节内容进程互斥的硬件实现方法王道考研/CSKAOYAN.COM王道考研/CSKAOYAN.COM知知识识总总览览学习提示：1. 理解各方法的原理2. 了解各方法的优缺点2019/5/16王道考研/2王道考研/CSKAOYAN.COM中中断断屏屏蔽蔽方方法法利用“开/关中断指令”实现（与原语的实现思想相同，即在某进程开始访问临界区到结束访问为止都不允许被中断，也就不能发生进程切换，因此也不可能发生两个同时访问临界区的情况）关中断后即不允许当前进程被中断，也必然不会发生进程切换直到当前进程访问完临界区，再执行开中断指令，才有可能有别的进程上处理机并访问临界区优点：简

2、单、高效缺点：不适用于多处理机；只适用于操作系统内核进程，不适用于用户进程（因为开/关中断指令只能运行在内核态，这组指令如果能让用户随意使用会很危险）王道考研/CSKAOYAN.COMTestAndSet指指令令简称 TS 指令，也有地方称为 TestAndSetLock 指令，或 TSL 指令TSL 指令是用硬件实现的，执行的过程不允许被中断，只能一气呵成。以下是用C语言描述的逻辑若刚开始 lock 是 false，则 TSL 返回的 old 值为 false，while 循环条件不满足，直接跳过循环，进入临界区。若刚开始 lock 是 true，则执行 TLS 后 old 返回的值为 tr

3、ue，while 循环条件满足，会一直循环，直到当前访问临界区的进程在退出区进行“解锁”。相比软件实现方法，TSL 指令把“上锁”和“检查”操作用硬件的方式变成了一气呵成的原子操作。优点：实现简单，无需像软件实现方法那样严格检查是否会有逻辑漏洞；适用于多处理机环境缺点：不满足“让权等待”原则，暂时无法进入临界区的进程会占用CPU并循环执行TSL指令，从而导致“忙等”。2019/5/16王道考研/3王道考研/CSKAOYAN.COMSwap指指令令有的地方也叫 Exchange 指令，或简称 XCHG 指令。Swap 指令是用硬件实现的，执行的过程不允许被中断，只能一气呵成。以下是用C语言描述的逻辑逻辑上来看 Swap 和 TSL 并无太大区别，都是先记录下此时临界区是否已经被上锁（记录在 old 变量上），再将上锁标记 lock 设置为 true，最后检查 old，如果 old 为 false 则说明之前没有别的进程对临界区上锁，则可跳出循环，进入临界区。优点：实现简单，无需像软件实现方法那样严格检查是否会有逻辑漏洞；适用于多处理机环境缺点：不满足“让权等待”原则，暂时无法进入临界区的进程会占用CPU并循环执行TSL指令，从而导致“忙等”。王道考研/CSKAOYAN.COM知知识识回回顾顾与与重重要要考考点点