Linux驱动如何处理并发访问

Linux内核中，高效处理并发访问至关重要。本文概述几种关键的同步机制：

1. 互斥锁 (Mutexes): 确保同一时刻只有一个线程访问共享资源。内核函数 mutex_lock() 和 mutex_unlock() 分别用于获取和释放锁。

2. 自旋锁 (Spinlocks): 线程尝试获取锁时，若锁被占用，则持续轮询，而非休眠。适用于临界区极短的情况，避免上下文切换开销。内核函数 spin_lock() 和 spin_unlock() 用于操作自旋锁。

3. 读写锁 (Read-Write Locks): 允许多个线程同时读取，但仅允许一个线程写入。适用于读操作远多于写操作的场景。内核提供 rwlock_read_lock()、rwlock_read_unlock()、rwlock_write_lock() 和 rwlock_write_unlock() 函数。

4. 原子操作 (Atomic Operations): 不可中断的操作，保证多线程环境下共享变量访问安全。内核提供多种原子操作函数，例如 atomic_inc()、atomic_dec()、atomic_add() 等。

   

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5. 内存屏障 (Memory Barriers): 确保内存操作顺序性，防止编译器和处理器乱序执行，从而保证数据一致性，尤其在多核处理器系统中。

6. 信号量 (Semaphores): 计数器，控制多个线程对共享资源的访问。可以是二进制的（类似互斥锁）或计数型的（允许多个线程同时访问）。内核函数 down() 和 up() 用于操作信号量。

7. RCU (Read-Copy-Update): 适用于读多写少的场景。读者无需加锁即可访问共享数据，写者通过数据复制和更新避免锁竞争。在内核网络协议栈和文件系统中广泛应用。

选择合适的同步机制取决于具体的应用场景和需求。开发者需谨慎处理，避免死锁和活锁等问题，确保系统稳定性和性能。

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