内核中的互斥，我的理解

rwen2012

发在这里，望指正和补充

一、内核中的并行的原因（FROM LKD3）：
1.中断 --中断可以在任何时刻异步地发生，也就可能随时打断当前正在执行的代码。
2.软中断（和tasklet）-- 内核可能在任何时候唤醒或调度软中断和tasklet，打断当前正在执行的代码。
3.内核抢占--内核中的任务可能被另一个任务抢占。
4.睡眠以及用户空间的同步--进程睡眠会唤醒调度程序，导致一个新的进程运行。
5.SMP--多个处理器可以同时执行代码。


二、互斥的使用

3、4属于进程间的互斥，当进程间有共享数据需要保护时，可以使用semaphore。一个进程需要读写共享数据时，要先获取相应的semaphore，当获取失败时，它则进入睡眠状态，等待另一个进程完成对共享数据的操作后释放semaphore并将其唤醒。这里涉及到进程的睡眠，spin lock会造成死锁，所以并不适用。

情况1属于中断和进程间的互斥。如果一个进程在操作和中断例程共享的数据的时候，突然有中断的到来，这样中断处理例程就会抢占执行，在进程没有完成对共享数据操作的时候插入它的操作，这样就会造成共享数据的混乱，所以就有必要加锁。由于在中断处理过程中不存在进程上下文不允许睡眠，所以这里不能使用semaphore而要使用spin lock，同时，为了避免进程在获取spin lock后操作共享数据时被中断打断（但中断不能获取spin lock）而造成死锁，所以在这种情况下进程必须在操作共享数据时关中断--使用
spin_lock_irqsave()/spin_unlock_irqrestore()。

情况2跟1类似，不同的是适用于中断下半部。这时候可以使用spin_lock_bh()/spin_unlock_bh()。

情况5可以使用spin lock或semaphore，短期低开销的加锁可以使用spin lock，长期的加锁则应该使用semaphore。