嵌入式每日八股5.25

进程互斥的硬件实现

硬件实现进程互斥通常涉及到计算机的中央处理器（CPU）和存储器（Memory）等关键硬件。以下是几种常见的硬件实现方法：

1. 中断禁止：中断是CPU接收外部事件的一种机制，但是中断的处理也需要CPU执行一段中断处理程序，这个程序可能与当前进程正在执行的程序冲突，导致数据丢失或不一致。因此，可以通过禁止中断的方式来实现进程互斥。当进程需要访问共享资源时，可以先禁止中断，进入临界区后再打开中断。这样可以保证同一时刻只有一个进程能够执行，但也会降低计算机的响应能力。
2. 原子指令：原子指令是一种特殊的CPU指令，可以保证在执行时不被中断，而且具有原子性，即在执行期间不会被其他指令打断。因此，可以使用原子指令来实现进程互斥。例如，可以使用“test-and-set”指令来实现互斥，当进程需要访问共享资源时，执行“test-and-set”指令，如果返回值为真，则进入临界区，否则等待。在离开临界区时，清除锁定标志，其他进程才能获取锁定。
3. 缓存一致性协议：在多核CPU或分布式计算环境下，不同的CPU或节点之间可能会访问相同的共享内存，但每个CPU或节点都有自己的缓存。为了保证数据的一致性，需要使用缓存一致性协议来实现进程互斥。常见的缓存一致性协议包括MSI（Modified-Shared-Invalid）、MESI（Modified-Exclusive-Shared-Invalid）和MOESI（Modified-Owner-Exclusive-Shared-Invalid）等，这些协议可以保证同一时刻只有一个CPU或节点能够访问共享内存。

【嵌入式八股】精华版（免费216问精华八股） https://www.nowcoder.com/creation/manager/columnDetail/0rOeJm

【嵌入式八股】一、语言篇https://www.nowcoder.com/creation/manager/columnDetail/mwQPeM

【嵌入式八股】二、计算机基础篇https://www.nowcoder.com/creation/manager/columnDetail/Mg5Lym

【嵌入式八股】三、硬件篇https://www.nowcoder.com/creation/manager/columnDetail/MRVDlM

【嵌入式八股】四、嵌入式Linux篇https://www.nowcoder.com/creation/manager/columnDetail/MQ2bb0