linux spinlock/rwlock/seqlock原理剖析（基于ARM64）

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背景

• Read the fucking source code! --By 鲁迅
• A picture is worth a thousand words. --By 高尔基

说明：

1. Kernel版本：4.14
2. ARM64处理器，Contex-A53，双核
3. 使用工具：Source Insight 3.5， Visio

1. 概述

吹起并发机制研究的进攻号角了！

作为第一篇文章，应该提纲挈领的介绍下并发。
什么是并发，并发就是：你有两个儿子，同时抢一个玩具玩，你一巴掌打在你大儿子手上，小儿子拿到了玩具。
并发是指多个执行流访问同一个资源，并发引起竞态。

来张图吧：

图中每一种颜色代表一种竞态情况，主要归结为三类：

1. 进程与进程之间：单核上的抢占，多核上的SMP；
2. 进程与中断之间：中断又包含了上半部与下半部，中断总是能打断进程的执行流；
3. 中断与中断之间：外设的中断可以路由到不同的CPU上，它们之间也可能带来竞态；

目前内核中提供了很多机制来处理并发问题，spinlock就是其中一种。

spinlock，就是大家熟知的自旋锁，它的特点是自旋锁保护的区域不允许睡眠，可以用在中断上下文中。自旋锁获取不到时，CPU会忙等待，并循环测试等待条件。自旋锁一般用于保护很短的临界区。

下文将进一步揭开神秘的面纱。

2. spinlock原理分析

2.1 spin_lock/spin_unlock

先看一下函数调用流程：

• spin_lock操作中，关闭了抢占，也就是其他进程无法再来抢占当前进程了；
• spin_lock函数中，关键逻辑需要依赖于体系结构的实现，也就是arch_spin_lock