内核学习——3、自旋锁的作用及其实现

• 作用：
  保护一段临界区的操作时独占的，不能由其他cpu或者线程同时访问破坏数据结构
• 多核系统SMP：
  主要考虑一个cpu进入临界区之后，其他CPU不能再去进入这个临界代码区
• 单核系统：
  不能被其他进程抢占
• 单核系统自旋锁实现：
  两种情况打断：抢占、中断
  preempt_disable()：关闭抢占
  preempt_enable()：打开抢占
• 普通自旋锁接口：
  spin_lock、spin_unlock：主要就是关闭和打开抢占
  风险是关闭抢占只是组织了其他进程对CPU的抢占，但不能阻止中断程序对CPU的抢占，所以- 有更安全接口：
  spin_lock_irqsave、spin_unlock_irqrestore：保存指令状态吗，关闭中断，关闭抢占
  自旋锁保护的临界区代码和其调用的代码不允许睡眠
• 多处理器普通自旋锁：
  typedef struct {
  unsigned int slock; //自旋锁初始化是设为1，表示自旋锁可用
  } raw_spinlock_t;
  API：
  spin_lock、__raw_spin_lock、raw_spin_lock_irqsave
• 总结：
  单处理器：
  关闭内核抢占——》运行临界区代码——》开启内核抢占
  更加安全的流程：
  保存IF寄存器——》关闭当前CPU中断——》关闭内核抢占——》运行临界区代码——》开启抢占、cpu中断、恢复IF寄存器
  SMP多处理器：
  关闭内核抢占——》忙等待（获取自旋锁）——》运行临界区代码——》释放自旋锁——》开启内核抢占
  更加安全的流程：
  保存IF寄存器——》关闭当前CPU中断——》关闭内核抢占——》（忙等待）获取自旋锁——》运行临界区代码——》释放自旋锁、开启抢占、开启中断、恢复IF寄存器