计算机系统（19）----- 进程互斥的硬件实现方法

一、进程互斥的硬件实现方法

1.1 中断屏蔽方法

利用 " 开 / 关中断指令 " 实现；

关中断：

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；

开中断：

直到当前进程访问完临界区，再执行开中断指令，才有可能别的进程使用处理机并访问临界区；

优点：

简单、高效；

缺点：

不适用于多处理机、只适用于操作系统内核程序、不适用于用户进程；

1.2 TestAndSet 指令

简称 TS 指令，也有地方称为 TestAndSetLock 指令，或 TSL 指令；

TSL 指令执行过程不允许中断，只能一气呵成：

bool TestAndSet ( bool *lock ){
    bool old;
    old = *lock;
    *lock = true;
    retuen old;
}

while( TestAndSet( &lock ) );
临界区代码 ……
lock = false;
剩余区代码 ……
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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 ";

1.3 Swap 指令

有的地方称为 Exchange 指令，或 简称 XCHG 指令，和 TS 指令几乎一样；

Swap 指令执行过程不允许中断，只能一气呵成：

Swap ( bool *a , bool *b ){
   bool temp;
   temp = *a;
   *a = *b;
   *b = temp;
}

bool old = true;
while( old == true )
   Swap( &lock, &old);
临界区代码 ……
lock = false;
剩余区代码 ……
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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 ";