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前言

本文記錄在rk3568開發板做的自旋鎖實驗。通過自旋鎖控制state變量來限制只有一個應用程序來打開驅動設備。

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1、spinlock是什么？

spinlock稱為自旋鎖，如果獲取不到資源，就只能一直傻傻地等待資源被釋放——“原地打轉”，所以稱為自旋鎖。

Linux內核使用結構體spinlock_t表示自旋鎖。

typedef struct spinlock {
union {
struct raw_spinlock rlock;#ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
# define LOCK_PADSIZE (offsetof(struct raw_spinlock, dep_map))
struct {u8 __padding[LOCK_PADSIZE];
struct lockdep_map dep_map;
};
#endif
};
} spinlock_t;

在使用自旋鎖之前，肯定要先定義一個自旋鎖變量，定義方法如下所示：
spinlock_t lock; //定義自旋鎖

自旋鎖API函數

注意：
若線程A執行自旋鎖的過程中，被中斷打斷了，中斷也有執行自旋鎖的操作，那么為了防止死鎖的出現，最好的解決辦法是獲取鎖之前，關閉本地中斷。
線程與中斷并發訪問處理 API 函數

建議使用 spin_lock_irqsave/ spin_unlock_irqrestore，因為這一組函
數會保存中斷狀態，在釋放鎖的時候會恢復中斷狀態。一般在線程中使用 spin_lock_irqsave/
spin_unlock_irqrestore，在中斷中使用 spin_lock/spin_unlock，示例代碼如下所示：

 DEFINE_SPINLOCK(lock) /* 定義并初始化一個鎖 *//* 線程 A */
void functionA (){unsigned long flags; /* 中斷狀態 */spin_lock_irqsave(&lock, flags) /* 獲取鎖 *//* 臨界區 */spin_unlock_irqrestore(&lock, flags) /* 釋放鎖 */
}/* 中斷服務函數 */
void irq() {spin_lock(&lock) /* 獲取鎖 *//* 臨界區 */spin_unlock(&lock) /* 釋放鎖 */
}

下半部(BH)也會競爭共享資源，有些資料也會將下半部叫做底半部。關于下半部后面的
章節會講解，如果要在下半部里面使用自旋鎖

2、自旋鎖實驗

本實驗目的：用spinlock的lock變量控制state變量加減，state控制應用程序只允許打開一個。

思路：

1. 在驅動程序init初始化lock
2. 每次open驅動設備，都會上鎖解鎖來限制state變量，防止其他線程修改state變量。state為1的時候表示有應用程序在占用設備。為0則表示設備空閑。
3. 應用程序結束后，state變量減1，表示釋放設備資源。（realse也要用自旋鎖控制state）

2.1源碼

驅動程序：spinlock.c

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>#define GPIOLED_CNT      		1           	/* 設備號個數 */
#define GPIOLED_NAME        	"gpioled" 	    /* 名字 */
#define LEDOFF              	0               /* 關燈 */
#define LEDON               	1               /* 開燈 */struct led_dev
{dev_t devid;          		/* 設備號 */struct cdev cdev;    		/* cdev */struct class *class;  	    /* 類 */struct device *device;  	/* 設備 */int major;