内核同步机制

Linux内核同步机制

Atomic Operations(原子操作)
   
Spin Locks(自旋锁)

   只在多处理器的情况下有效。
    APIs： spin_lock_init()
             spin_lock()
             spin_unlock()
  
Read/Write Spin Locks()

   在被rwlock保护的临界区，允许有多个读操作，但只允许一个写操作。而且读写操作的优先级是一样的，即是说，写操作也必须在当前的读操作完成之后才能进行。

   rwlock 结构体的 lock 成员在初始话是被置为 0x01000000 (bit24 置1) 。 状态转移图如下：
     
   0x01000000 (初始值)   --->   0x00000000 （写操作, bit 24 clear）
                                    --->   0x00ffffff      （读操作，只有一个reader）
                            --->   0x00ffffff      （读操作，两个reader，以此类推）

Seqlocks

    和 rwlock 类似， 但是 写操作比读操作有更高的优先级。 因此，写操作的延时可以降低。但是，读操作可以需要被执行多次。

Read-Copy Update(RCU)
    http://lse.sourceforge.net/locking/rcupdate.html

   * Classic RCU (CONFIG_CLASSIC_RCU)
    
     Sleeping is forbidden in reader side critical sections.

   * srcu  (Sleepable RCU)
    

     The primary challenge in designing an SRCU is to prevent any
     given task sleeping in an RCU read-side critical section from
     preventing an unbounded number of RCU callbacks.

   * qrcu (quick srcu)
    
    
    
     The current srcu implementation is very good for readers,
     lock/unlock are extremely cheap. But for that reason it is not
     possible to avoid synchronize_sched() and polling in
     synchronize_srcu().

     'qrcu' behaves the same as srcu but optimized for writers. The
     fast path for synchronize_qrcu() is mutex_lock() + atomic_read()
     + mutex_unlock(). The slow path is __wait_event(), no
     polling. However, the reader does atomic inc/dec on lock/unlock,
     and the counters are not per-cpu.

     Also, unlike srcu, qrcu read lock/unlock can be used in interrupt
     context, and 'qrcu_struct' can be compile-time initialized.

   * Tree RCU (CONFIG_TREE_RCU)
    
   * Preempt RCU (CONFIG_PREEMPT_RCU)
   
   * rcu torture (CONFIG_RCU_TORTURE_TEST)
     RCU test module.

     Create RCU reader and writer threads to test RCU.

   * Source code
     rcupdate.c   : common code, provide synchronize_rcu()