臨界區的硬體互斥方案

臨界區互斥的硬體解決

基本硬體機制包括禁止中斷、test-and-set指令、swap指令。

1、禁止中斷

這是最簡單的方法，程序一旦進入臨界區就禁止一切中斷，在離開臨界區前放開中斷，但是該方案有如下致命的弱點：

將禁止一切中斷的權利賦予普通使用者，若使用者沒有開放中斷，系統的正常執行將受到影響。

不適合於多處理機系統，因為乙個程序只能禁止本cpu的中斷，其它cpu上的程序仍然會使用互斥資源。

2、test-and-set指令

（讀和寫在一條指令內完成）在許多計算機中都提供了專門的硬體指令test-and-set，簡稱ts，不同的機器ts略有不同，在ibm370中稱為ts指令，在intel 8086中稱為xchg指令，但是它們的基本功能是相同的。

test_and_set指令語義：

function test_and_set (var target :boolean):boolean;

begin

boolean test_and_set:=target;

target:=true;

return test_and_set;

end;

其中: target有兩種狀態，當target為false時表示資源未用，若為true時表示資源正在使用。

用test_and_set指令實現互斥: 可以為每個臨界資源設定乙個布林變數lock並賦予初值false，用ts指令將變數lock狀態記錄於變數ts中，並將true賦予lock，這等效於關閉了臨界區，使得任何程序不能進入

repeat

while test_and_set (lock) do no_op;

臨界區;

lock:=false;

剩餘區;

until false;

上段程式檢查ts指令執行後ts狀態，若為false表示程序可以進入臨界區，否則不斷測試執行ts指令後的ts變數值直到為假。

3、swap指令

交換兩個字的內容（在一條指令內，不可分割）

swap指令語義：

procedure swap(var a,b:boolean);

var temp:boolean;

begin

temp:=a;

a:=b;

b:=temp;

end;

用swap實現互斥:

repeat

key := true;

repeat

swap(lock,key); //初始lock為false，表示未使用

until key = false;

程序的臨界區**cs;

lock := false;

程序的其它**;

end

臨界區的硬體互斥方案

臨界區的硬體互斥方案

臨界區互斥

14臨界區互斥的硬體實現方法

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