一、自旋鎖

　　自旋鎖是專為防止多處理器并發(fā)而引入的一種鎖，它在內核中大量應用于中斷處理等部分(對于單處理器來說，防止中斷處理中的并發(fā)可簡單采用關閉中斷的方式，即在標志寄存器中關閉/打開中斷標志位，不需要自旋鎖)。

　　自旋就是自己連續(xù)的循環(huán)等待。如果你有抱著你的愛人旋轉的經歷，那么你應該知道一件事情，為了安全，你不能旋轉太久，你的愛人如果頭昏，也想你早日釋放。是的，自旋的缺點，就是它頻繁的循環(huán)直到等待鎖的釋放，將它用于可以快速完成的代碼中才好。

　　自旋不能搶占，但能中斷。

　　相關話題：SMP和cpu。多個cpu和單個cpu。很多書說自旋鎖只能在多處理機中使用，這是不正確的。

　　首先定義

　　Spinlock_t lock;

　　對不起，我只能找到ARM平臺的鎖了

　　/*

　　* ARMv6 Spin-locking.

　　*

　　* We (exclusively) read the old value, and decrement it.  If it

　　* hits zero, we may have won the lock, so we try (exclusively)

　　* storing it.

　　*

　　* Unlocked value: 0

　　* Locked value: 1

　　*/

　　typedef struct {

　　volatile unsigned int lock;

　　#ifdef CONFIG_PREEMPT

　　unsigned int break_lock;

　　#endif

　　} spinlock_t;

　　補上x86平臺

　　#define SPINLOCK_MAGIC 0x1D244B3C

　　typedef struct {

　　unsigned long magic;

　　volatile unsigned long lock;

　　volatile unsigned int babble;

　　const char *module;    // 所屬模塊

　　char *owner;

　　int oline;

　　} spinlock_t;

　　Lock為0時可以用，1是等待。0像鎖孔，當沒有鑰匙插進去時，它才可以插進去

　　怎么初始化呢？

　　#define spin_lock_init(x)

　　do {

　　(x)->magic = SPINLOCK_MAGIC;

　　(x)->lock = 0;                ；0初始化，表示可用

　　(x)->babble = 5;

　　(x)->module = __FILE__;

　　(x)->owner = NULL;

　　(x)->oline = 0;

　　} while (0)

　　定義一個自旋鎖的方法很有意思，

　　Spinlock_t lock=？？？？？

　　可以通過spin_lock

　　Spin_lock_irqsave 來調用自旋鎖，后者不允許中斷。前者有可能在上鎖中發(fā)生中斷。

　　還有spin_trylock 這是一個絕不妥協(xié)的函數(shù)，它不等待。

　　恢復為spin_unlock

　　Spin_unlock_irqrestore

　　考查下面代碼

　　#define spin_lock_irqsave(lock, flags) _spin_lock_irqsave(lock, flags)

　　#define _spin_lock_irqsave(lock, flags)

　　do {

　　local_irq_save(flags);       保存中斷請求標志

　　preempt_disable();          不允許搶占

　　_raw_spin_lock(lock);

　　__acquire(lock);

　　} while (0)

　　二、自旋鎖綜合使用

　　下面是一個使用的例子，你可以使用source insight查到它

　　/* never called when PTRS_PER_PMD > 1 */

　　void pgd_dtor(void *pgd, kmem_cache_t *cache, unsigned long unused)

　　{

　　unsigned long flags; /* can be called from interrupt context */

　　spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);  枷鎖

　　pgd_list_del(pgd);

　　spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags); 釋放

　　}

　　中斷枷鎖

　　#define spin_lock_irqsave(lock, flags) _spin_lock_irqsave(lock, flags)

　　分析

　　unsigned long __lockfunc _spin_lock_irqsave(spinlock_t *lock)

　　{

　　unsigned long flags;

　　local_irq_save(flags); 將寄存器存入flags，并關中斷

　　preempt_disable();   搶占鎖

　　_raw_spin_lock_flags(lock, flags);  枷鎖

　　return flags;

　　}

　　EXPORT_SYMBOL(_spin_lock_irqsave);

　　繼續(xù)

　　/* For spinlocks etc */

　　#define local_irq_save(x) __asm__ __volatile__("pushfl ; popl %0 ; cli":"=g" (x): /* no input */ :"memory")

　　將標志寄存器的內容放在內存x中。請查看gcc匯編

　　繼續(xù)

　　static inline void _raw_spin_lock_flags (spinlock_t *lock, unsigned long flags)

　　{

　　#ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK

　　if (unlikely(lock->magic != SPINLOCK_MAGIC)) {

　　printk("eip: %p ", __builtin_return_address(0));

　　BUG();

　　}

　　#endif

　　__asm__ __volatile__(

　　spin_lock_string_flags

　　:"=m" (lock->slock) : "r" (flags) : "memory");

　　}

　　繼續(xù)

　　#define spin_lock_string_flags

　　" 1: "

　　"lock ; decb %0 "    ；lock總線鎖住，原子操作

　　"jns 4f "

　　"2: "

　　"testl $0x200, %1 "

　　"jz 3f "

　　"sti "

　　"3: "

　　"rep;nop "

　　"cmpb $0, %0 "

　　"jle 3b "

　　"cli "

　　"jmp 1b "

　　"4: "

　　理解一下大概意思，就可以了。當lock-1后大于等于0就可以關中斷繼續(xù)執(zhí)行了，否則nop空操作。Nop期間，cpu可以執(zhí)行其他任務的代碼。

　　解鎖

　　#define spin_unlock_irqrestore(lock, flags) _spin_unlock_irqrestore(lock, flags)

　　void __lockfunc _spin_unlock_irqrestore(spinlock_t *lock, unsigned long flags)

　　{

　　_raw_spin_unlock(lock);

　　local_irq_restore(flags);

　　preempt_enable();

　　}

　　static inline void _raw_spin_unlock(spinlock_t *lock)

　　{

　　#ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK

　　BUG_ON(lock->magic != SPINLOCK_MAGIC);

　　BUG_ON(!spin_is_locked(lock));

　　#endif

　　__asm__ __volatile__(

　　spin_unlock_string

　　);

　　}

　　Raw赤裸的解鎖，表示沉的解鎖原理。

　　#define spin_unlock_string

　　"xchgb %b0, %1"

　　:"=q" (oldval), "=m" (lock->slock)

　　:"0" (oldval) : "memory"

　　加1.解鎖