内核中的竞态产生的原因和解决方法

产生原因：

                由于多进程对临界资源的抢占

根本原因：

                1、对于单核处理器而言，内核支持抢占就会出现竞态

                2、对于多核处理器而言，是核与核的竞态

                3、进程与中断间存在竞态

                4、arm开发板不会出现中断与中断间的竞态（目前）；NVIC支持中断的嵌套，存在中断间的竞态

解决方法：

                1、中断屏蔽

                2、自旋锁

                3、信号量

                4、互斥体

                5、原子操作

1、中断屏蔽

                就是关闭中断，不过关闭的时间是纳秒(ns)级的；

2、自旋锁

                一个进程抢占了临界资源（上锁），别的进程会在原地等待（自旋状态），直到解锁；

        特点：

                1、自旋状态会消耗cpu资源

                2、自旋锁会出现死锁现象（如两次上锁，一次解锁）

                3、自旋锁支持进程的上下文切换，也支持中断的上下文切换（由于特点4和中断屏蔽）

                4、自旋锁适用于临界资源较小的场景，锁内不能有耗时操作，也不能有copy_from/to_user此类函数（由于特点1）

3、信号量

                原理类似自旋锁，但有所区别，信号量的+-来抢占临界资源，抢占不到资源的进程会进入休眠态；

        特点：

                1、休眠态不消耗cpu资源，但是运行态<--->休眠态的过程中会消耗cpu资源

                2、信号量不会出现死锁现象

                3、信号量支持进程的上下文切换，但不支持中断的上下文切换

                4、不论临界资源较大或较小，信号量都适用

4、互斥体

                与信号量极度相似，区别在于互斥体不是立即进入休眠态，它会等待一段时间，如果这段时间内临界资源被释放，他就不进入休眠态，不然才进入休眠态；

5、原子操作

                将进程占用临界资源这个过程看作一个整体来防止竞态的出现，内部是个变量（原子变量），通过对原子变量的+-1与0比较来确定对临界资源的占用。