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🌻1.前言

本篇目的：Linux内核之自旋锁：spin_lock_init用法实例

🌻2.Linux内核spin_lock_init介绍

• Linux内核是一个开源的类UNIX操作系统内核，被广泛用于各种计算机系统。在Linux内核中，同步机制是确保多线程程序正确性的关键部分。spin_lock_init是Linux内核中用于初始化自旋锁的一个函数，它用于保护内核中的临界区，防止多个线程同时访问共享资源。
• 自旋锁（spinlock）是一种锁，当一个线程尝试获取一个已被其他线程获取的锁时，该线程将在一个循环中不断地检查锁是否已经可用。这个过程被称为“自旋”。自旋锁适用于锁只会被持有很短时间的情况，因为如果锁被长时间持有，那么等待锁的线程将消耗大量的CPU资源。
• spin_lock_init函数的作用就是初始化一个自旋锁。这个函数的实现比较简单，主要步骤如下：

1. 设置锁的状态为未锁定（即可用状态）。
2. 初始化锁相关的其他信息，如等待队列等。

• 下面是spin_lock_init函数的一个大致实现：

void spin_lock_init(spinlock_t *lock) {lock->state = UNLOCKED; // 设置锁的状态为未锁定
}

• 这里spinlock_t是一个用于表示自旋锁的数据类型。UNLOCKED表示锁处于未锁定状态。

• 在实际的内核代码中，spin_lock_init函数的实现可能会更复杂一些，因为它可能需要初始化锁的其他一些信息，例如等待队列。等待队列用于存储那些正在等待获取锁的线程。当一个线程尝试获取一个已被其他线程持有的锁时，它将被放入等待队列中，等待锁的释放。

• spin_lock_init函数是Linux内核同步机制中的一个重要组成部分，它用于初始化自旋锁，确保内核中的临界区能够被正确保护，从而保证多线程程序的正确性。

• 在 Android Binder 驱动中，spin_lock_init(&proc->inner_lock) 的作用是初始化一个自旋锁，用于保护 Binder 进程（proc）的内部数据结构，以确保在多线程环境中对其的安全访问。自旋锁是一种轻量级的同步机制，在获取锁时，如果锁已经被其他线程持有，则当前线程会一直自旋（循环检查）直到锁被释放，而不是进入睡眠状态。

🌻3.代码实例

🐓3.1 内核进程内部数据保护

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/spinlock.h>// 定义 Binder 进程结构体
struct binder_process {// 其他成员...spinlock_t inner_lock; // 内部锁// 其他成员...
};// 初始化 Binder 进程
static struct binder_process my_proc = {
};static int __init my_init(void)
{printk(KERN_INFO "Initializing my Binder driver\n");spin_lock_init(&my_proc.inner_lock); // 初始化内部锁return 0;
}static void __exit my_exit(void)
{printk(KERN_INFO "Exiting my Binder driver\n");
}module_init(my_init);
module_exit(my_exit);

🐓3.2 B内核进程间通信的锁保护

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/spinlock.h>// 定义 Binder 进程间通信结构体
struct binder_communication {// 其他成员...spinlock_t lock; // 锁// 其他成员...
};// 初始化 Binder 进程间通信
static struct binder_communication my_communication = {// 其他成员初始化...
};static int __init my_init(void)
{printk(KERN_INFO "Initializing my Binder driver\n");spin_lock_init(&my_communication.lock); // 初始化锁return 0;
}static void __exit my_exit(void)
{printk(KERN_INFO "Exiting my Binder driver\n");
}module_init(my_init);
module_exit(my_exit);

🐓3.3 内核进程管理的锁保护

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/spinlock.h>MODULE_LICENSE("GPL");// 定义 Binder 进程管理结构体
struct binder_process_management {// 其他成员...spinlock_t lock; // 锁// 其他成员...
};// 初始化 Binder 进程管理
static struct binder_process_management my_process_mgmt = {// 其他成员初始化...
};static int __init my_init(void)
{printk(KERN_INFO "Initializing my Binder driver\n");spin_lock_init(&my_process_mgmt.lock); // 初始化锁// 其他初始化代码...return 0;
}static void __exit my_exit(void)
{printk(KERN_INFO "Exiting my Binder driver\n");// 其他清理代码...
}module_init(my_init);
module_exit(my_exit);