Linux驱动开发（18）：linux驱动并发与竞态

并发是指多个执行单元同时、并行执行，而并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局变量、静态变量等)的访问 则很容易导致竞态。对于多核系统，很容易理解，由于多个CPU同时执行，多个CPU同时读、写共享资源时很容易造成竞态。 对于单核系统（例如我们的i.mx6ull），属于“宏观并行，微观串行”，虽然没有真正的“并行”执行， 但是linux系统是多任务系统，linux2.6以及更高版本的内核是抢占式内核，高优先级的任务可以打断低优先级的任务， 再加上中断的存在在单核系统中同样存在竞态的问题。

1. 竞态的产生

竞态的定义是在并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局变量、静态变量等)的访问。 对应到我们的linux系统就是多个线程对于共享资源的相互竞争访问，而不是按照一定的顺序访问；从而造成不可控的错误， 从竞态的定义可知，竞态产生需要两个条件，第一，存在共享资源，第二，对于共享资源进行竞争访问。

在linux系统中可被多个线程访问的内容都可被称为共享资源，比如一个文件、一块内存、全局变量。 linux系统中一切皆文件，我们编写的驱动在系统中对应一个设备节点文件，从应用程序角度看，驱动也是共享资源。 竞争访问对于单核linux系统主要表现为抢占式内核以及中断。linux2.6及更高版本引入了抢占式内核， 高优先级的任务可以打断低优先级的任务。在线程访问共享资源的时候，另一个线程打断了现在正在访问共享资源的线程同时也对共享 资源进行操作，从宏观角度上来看两个线程对共享资源的访问是“同时”的，存在着竞争关系， 同样也存在线程和中断的“同时”访问共享资源的情况。

举例1

从C语言变量访问的角度来理解竞态的产生过程，代码如下：