linux内核的自旋锁spin_lock和互斥锁mutex

访问共享资源的代码区域称作临界区。自旋锁（spin_lock）和互斥锁（mutex_lock）是保护内核临界区的两种基本机制。我们逐个分析。

自旋锁可以确保在同时只有一个线程进入临界区。其他想进入临界区的线程必须不停地原地打转，直到第1个线程释放自旋锁。注意：这里所说的线程不是内核线程，而是执行的线程。

理解自旋锁最简单的方法是把它作为一个变量看待，该变量把一个临界区或者标记为“我当前在运行，请稍等一会”或者标记为“我当前不在运行，可以被使用” 。如果 A 执行单元首先进入例程，它将持有自旋锁；当 B 执行单元试图进入同一个例程时，将获知自旋锁已被持有，需等到 A 执行单元释放后才能进入。

驱动工程师应谨慎使用自旋锁，而且在使用中还要特别注意如下几个问题。
1、自旋锁实际上是忙等锁，当锁不可用时，CPU 一直循环执行“测试并设置”该锁直到可用而取得该锁， CPU 在等待自旋锁时不做任何有用的工作，仅仅是等待。因此，只有在占用锁的时间极短的情况下，使用自旋锁才是合理的。当临界区很大或有共享设备的时候，需要较长时间占用锁，使用自旋锁会降低系统的性能。
2、自旋锁可能导致系统死锁。引发这个问题最常见的情况是递归使用一个自旋锁，即如果一个已经拥有某个自旋锁的 CPU 想第二次获得这个自旋锁，则该 CPU 将死锁。此外，如果进程获得自旋锁之后再阻塞，也有可能导致死锁的发生。copy_from_user()、copy_to_user()和 kmalloc()等函数都有可能引起阻塞，因此在自旋锁的占用期间不能调用这些函数。

自旋锁的基本用法：

 //添加头文件#include <linux/spinlock.h> //定义和初始化自旋锁spinlockspinlock_t my_lock; //定义自旋锁spinlockspin_lock_init(&my_lock); //初始化自旋锁spinlockspin_lock(&my_lock); //获取指定的自旋锁spinlock,保护临界区... /*临界资源*/spin_unlock(&my_lock); //释放指定的锁spinlock

与自旋锁不同的是，互斥锁在进入一个被占用的临界区之前不会原地打转，而是使当前线程进入睡眠状态。如果要等待的时间较长，互斥锁比自旋锁更合适，因为自旋锁会消耗CPU资源。在使用互斥锁的场合，多于2次进程切换时间都可被认为是长时间，因此一个互斥锁会引起本线程睡眠，而当其被唤醒时，它需要被切换回来。

因此，在很多情况下，决定使用自旋锁还是互斥锁相对来说很容易：

(1) 如果临界区需要睡眠，只能使用互斥锁，因为在获得自旋锁后进行调度、抢占以及在等待队列上睡眠都是非法的；

(2) 由于互斥锁会在面临竞争的情况下将当前线程置于睡眠状态，因此，在中断处理函数中，只能使用自旋锁。

互斥锁使用的基本方法：

 //添加头文件#include <linux/mutex.h> //函数mutex_init()原型:void mutex_init(struct mutex *mutex);//定义和初始化互斥锁mutexstruct mutex my_mutex;    //定义互斥锁mutexmutex_init(&my_mutex);    //初始化互斥锁mutex mutex_lock(&my_mutex);    //获取互斥锁mutex ... /*临界资源*/mutex_unlock(&my_mutex); //释放互斥锁mutex

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