内核同步机制——自旋锁

本文深入探讨了Linux内核中的自旋锁机制,包括自旋锁的定义、用途、获取与释放,以及不同上下文下的使用场景。自旋锁用于多处理器环境下的同步,确保关键代码段的互斥访问。文章还提到了读/写自旋锁和顺序锁作为优化手段。

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        由于关键代码区可以跨越了多个函数或数据结构,需要有更通用的同步方法:锁。

内核中最常见的一种锁就是自旋锁。相同的锁可用于多处。

自旋锁可用在不可睡眠的场景,如中断处理函数。自旋锁是一种互斥设备,只有两个值:锁定非锁定。它通常实现为一个整数值的某个比特位。想获取某个锁的代码首先测试相关的位,如果锁可得,则该位的锁定位被置位,代码继续执行,反之,代码将进入一个紧凑的循环,不停地检测锁定位直至自旋锁变得可得。该循环是自旋锁的旋转部分。自旋锁主要用于多处理器的情况下。

1.通用自旋锁

相关操作:

DEFINE_SPINLOCK(mr_lock)

spinlock_tmy_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;//静态初始化

voidspin_lock_init(spinlock_t *lock);//动态初始化

获取自旋锁

voidspin_lock(spinlock_t *lock);//不可中断的

释放自旋锁

voidspin_unlock(spinlock_t *lock);

使用自旋锁时要禁止中断,禁止睡眠,并且应当尽可能减少占用自旋锁的时间。

其他函数

voidspin_lock(spinlock_t *lock);


//在获取自旋锁之前,禁止中断

voidspin_lock_irqsave(spinlock_t *lock, unsigned long flags);


voidspin_lock_irq(spinlock_t *lock);


//禁止软件中断,但允许硬件中断

voidspin_lock_bh(spinlock_t *lock)


对应的解锁函数如下:

voidspin_unlock(spinlock_t *lock);

voidspin_unlock_irqrestore(spinlock_t *lock, unsigned long flags);

voidspin_unlock_irq(spinlock_t *lock);

voidspin_unlock_bh(spinlock_t *lock);


非阻塞自旋锁操作(成功返回非0,允许中断)

intspin_trylock(spinlock_t *lock);

intspin_trylock_bh(spinlock_t *lock);

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