自旋锁 for linux

   自旋锁是专为防止多处理器并发而引入的一种锁（2.6内核不仅仅为防止多处理器并发，也为防止内核抢占，保护临界资源防止重入问题）。2.6内核实现的系统抢占即时当前进程正文在内核空间，通过调度也可被优先级高的进程中止，排入等待队列。

   在多CPU的环境下情况就比较复杂了，因为同时可能有几个程序在运行（是真正的同时），所以必须要定义一个变量当作锁的功能，linux是这样规定的，当这个变量为1时，那么其保护的变量可以被访问，当其值为0时，那么其保护的临界数据不可以被访问，其中，要改变变量锁的值也很有学问，就是不能让几个CPU同时去改，负责就会出现不同步的情况。如spin_lock在多cpu的时候就被

   spinlock的作用：spinlock系列函数主要用于保护临界数据（非常重要的数据）不被同时访问（给临界数据加锁），用以达到多任务的同步。如果一个数据当前不可访问，那么就一直等，直到可以访问为止。因此可以说自旋锁是一种忙等锁。

   spinlock只能用于内核编程和驱动编程。在2.6以前的内核是不可抢占的，也就是说，当运行于内核状态下时，是不容许切换到其他进程的。而在2.6以后的内核中，编译内核的时候多了一个选项，可以配置内核是否可以被抢占，这也就是为什么在2.6的内核中多了一个preempt.h的原因。

  

   spinlock函数根据机器的配置分为两套，单CPU和多CPU，先来看看单CPU的情况。

   在单CPU的情况下，spin_lock和spin_unlock函数都被定义成空操作（do { } while(0)），这是因为我们上面说的，内核不可以被抢占的原因。所以，在单CPU的情况下，只要你能够保证你要保护的临界数据不会在中断中用到的话，那么你的数据已经是受保护的了，不需要做任何操作。

   linux最初是依据分时操作系统设计实现的，不能完全适用于实时操作系统。然而在内核HACK的努力下在2.6内核中完美实现内核抢占，系统的抢占性是保证实现实时调度算法的一个重要因素，所以这两个函数就不再这么简单了，因为内核也有可能被其他程序中断，所以要保护数据，还要让调度程序暂时不调度此段程序，也就是说，暂时禁止抢占式任务调度功能，所以在上面两个函数中分别多了一个。

   通过判断我们要互斥的数据会被这四个因素中的哪几个来存取，就可以决定具体使用哪种形式的spinlock。如果只要和其他CPU互斥，就要用spin_lock/spin_unlock，如果要和irq及其他CPU互斥，就要用spin_lock_irq/spin_unlock_irq，如果既要和irq及其他CPU互斥，又要保存EFLAG的状态，就要用spin_lock_irqsave/spin_unlock_irqrestore，如果要和bh及其他CPU互斥，就要用spin_lock_bh/spin_unlock_bh，如果不需要和其他CPU互斥，只要和irq互斥，则用local_irq_disable/local_irq_enable，如果不需要和其他CPU互斥，只要和bh互斥，则用local_bh_disable/local_bh_enable，等等。值得指出的是，对同一个数据的互斥，在不同的内核执行路径中，所用的形式有可能不同。