Linux内核API downgrade_write|极客笔记

函数downgrade_write()函数用来将写者降级为读者，这在有些情况下是很必要的。因为写者是排他性的，在写者保持读写信号量期间，其他任何读者或写者都不能获得信号量，从而不能访问共享资源。对于那些在当前条件下不需要进行写访问的写者，将其降级为读者，使得其他读者能够得到机会访问共享资源，这样会增强并发性，提高效率。

downgrade_write文件包含

#include <linux/rwsem.h>

downgrade_write函数定义

在内核源码中的位置：linux-3.19.3/kernel/locking/rwsem.c

函数定义格式：

void downgrade_write(struct rw_semaphore *sem)

downgrade_write输入参数说明

sem：该参数为一指针，指向待获取的读写信号量。关于读写信号量结构体rw_semaphore的定义及读写信号量的概念参考极客笔记中init_rwsem()宏的分析。

downgrade_write返回参数说明

该函数无返回值。

downgrade_write实例解析

编写测试文件：downgrade_write.c

头文件及全局变量声明如下：

#include <linux/rwsem.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
static int __init downgrade_write_init(void);
static void __exit downgrade_write_exit(void);

#define EXEC_DOWNGRADE_WRITE 0
struct rw_semaphore rwsem ;

模块初始化函数：

int __init downgrade_write_init(void)
{
    init_rwsem( &rwsem );                  //读写信号量初始化
    printk("after init_rwsem, count: %ld\n", rwsem.count);

    down_write( &rwsem );                  //写者获取读写信号量
    printk("after down_write, count: 0x%0lx\n", rwsem.count);
    if( EXEC_DOWNGRADE_WRITE )
    {
        downgrade_write( &rwsem );         //将写者降级为读者
        printk("after downgrade_write, count: 0x%0lx\n", rwsem.count);
    }
    down_read( &rwsem );                   //读者获取读写信号量
    printk("after down_read, count: 0x%0lx\n", rwsem.count);
    while(rwsem.count ! = 0)
    {
        up_read( &rwsem );                 //读者释放读写信号量
    }
    return 0;
}

模块退出函数：

void __exit downgrade_write_exit(void)
{
    printk("exit! \n");
}

模块初始化及退出函数调用：

module_init(downgrade_write_init);
module_exit(downgrade_write_exit);

实例运行结果及分析：

首先定义宏EXEC_DOWNGRADE_WRITE为0，则if块中的语句将不执行。编译模块，执行命令insmod downgrade_write.ko插入模块，然后执行命令dmesg -c，会出现如图A所示的结果。

Linux内核API downgrade_write

然后定义宏EXEC_DOWNGRADE_WRITE为1，则if块中的语句将执行。重新编译模块，执行命令insmod downgrade_write.ko插入模块，然后执行命令dmesg -c，会出现如图B所示的结果。

Linux内核API downgrade_write

结果分析：

测试程序中调用了宏init_rwsem()和函数down_read()、down_write()，关于其功能参考极客笔记关于它们的分析。

该测试程序分为两步进行测试：

第一步定义宏EXEC_DOWNGRADE_WRITE为0，则没有对写者进行降级，读写信号量rwsem仍然被写者所持有，这样插入模块后读者将不能通过down_read()操作获得信号量而被挂起。
第二步定义宏EXEC_DOWNGRADE_WRITE为1，则将执行if块中的语句，通过downgrade_write()将写者降级为读者，这样相当于读写信号量在被读者所持有其他读者仍可通过down_read()成功获得信号量。从图B显示的输出信息可知，通过downgrade_write()操作后，写者降级为读者，信号量的count字段值也变为了0x1。