Linux内核锁机制——自旋锁

前面两篇文章，介绍的锁机制都是可用于可睡眠的线程中，但是自旋锁可以用于中断上下文中，因为他是不可睡眠的锁。

自旋锁用于中断上下文，不能用于进程上下文，它是不可睡眠的锁，该进程若有睡眠，就不能使用该锁，因为会发生死锁。

在内核中，自旋锁机制是如果当前可获得自旋锁则代码进入临界区，如果当前锁不可获得，则代码进入忙循环中并时刻检查该锁，知道锁可用。所以这个忙循环就是自旋锁的“自旋”部分。

1、头文件：include/linux/spinlock.h

结构体：spinlock_t lock;

2、定义及其初始化自旋锁:

277 #define spin_lock_init(_lock)                           \                                                                                                                                  
278 do {                                                    \
279         spinlock_check(_lock);                          \
280         raw_spin_lock_init(&(_lock)->rlock);            \
281 } while (0)

3、自旋锁的使用：

锁机制的使用都是一样的，再进入临界区之前获得锁。

获得自旋锁：

283 static inline void spin_lock(spinlock_t *lock)                                                                                                                                             
284 {
285         raw_spin_lock(&lock->rlock);
286 }

注意：所有的自旋锁在本质上都是不可中断的，一旦调用了自旋锁，在获得锁之前一直处于等待状态。

释放自旋锁：

323 static inline void spin_unlock(spinlock_t *lock)                                                                                                                                           
324 {
325         raw_spin_unlock(&lock->rlock);
326 }

4、在使用自旋锁时，需要注意的问题：

如果某工作获得自旋锁，那么他就不能睡眠，因为一旦睡眠了，将没有一个任务可以唤醒它，其他线程想要获得该自旋锁，好的情况是等待很长的时间，最坏的情况是系统进入死锁状态，所以使用自旋锁的原则之一就是：任何拥有该自旋锁的代码都必须是原子的，并且不能睡眠；

拥有自旋锁的原则二：自旋锁必须在很短的时间内获得，长的锁拥有的时间将会阻止队当前处理器的调度，这就意味着更高优先级的进程不得不等待；

自旋锁用于可休眠的线程中，比如在用户空间和用户空间之间复制数据就可以休眠，需要分配内存的任何操作也会休眠，比如：kmalloc。