华为内部面试题库---（9）
1.spinlock可通过配置选项CONFIG_DEBUG_SPINLOCK来打开内核编译选项，进行自旋锁调试，作用有(多选)：（参考：Linux内核设计与实现，第二版，第9章，9.2节）
A. 内核会检查是否使用了为初始化的锁
B. 内核会检测潜在的死锁
C. 检测是否在没有加锁的情况下对锁执行开锁操作
答案：A、C
试题解析：
spinlock自检只能做单一检查，而不能做动态交互式检查。参见 linux\lib\spinlock_debug.c
2.如果中断和进程上下文共享数据，且需要保存获取锁之前的中断状态，需要使用以下哪种自旋锁(单选)：（参考：Linux内核设计与实现，第二版，第9章，9.2节）
A. spin_lock/spin_unlock
B. spin_lock_irqsave/spin_unlock_irqrestore
C. spin_lock_irq/spin_unlock_irq
D. spin_lock_bh/spin_unlock_bh
答案：B
试题解析：
spin_lock: 获取指定的自旋锁
spin_unlock:释放指定的锁
spin_lock_irqsave:保存本地中断的当前状态，禁止本地中断，并获取指定的锁
spin_lock_irqrestore:释放指定的锁，让本地中断恢复到以前状态
spin_lock_irq:禁止本地中断并获取指定的锁
spin_unlock_irq: 释放本地的锁，并激活本地中断
spin_lock_bh:禁止所有的下半部的执行，获取指定的锁
spin_unlock_bh: 释放指定的锁，并运行下半部执行
3.目前内核使用的自旋锁，描述错误的是(单选)：(参考：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-spinlock/index.html)
A. 目前内核使用FIFO Ticket spinlock
B. 通过保存执行线程申请锁的顺序信息来解决“不公平”问题
C. 解决了线程优先级问题，即获取锁的高优先级线程会得到优先执行
D. 是在共享变量上自旋，变量改变时会导致缓存同步，从而加重系统总线流量，导致系统整体性能的降低
答案：C
试题解析：
在2.6.25之前，使用传统自旋锁：
传统自旋锁本质上为一个int型整数slock ，slock值为1代表锁未被占用；
typedef struct {
unsigned int slock;
} raw_spinlock_t;
获取自旋锁时，则将slock减1（原子操作），再检查EFLAGS寄存器的符号位，为0则获取自旋锁，为负则忙等待，测试slock与0的大小关系。
释放时，只需将slock置为1即可。
在2.6.25之后，使用FIFO ticket spinlock ，排队自旋锁，解决了不公平的问题：
通过保存执行线程申请锁的顺序信息来解决“不公平”问题。
排队自旋锁仍使用下面的数据结构：
typedef struct {
unsigned int slock;
} raw_spinlock_t;
但赋予 slock 域新的含义。为了保存顺序信息，slock 域被分成两部分，owner和next，分别保存锁持有者和未来锁申请者的票据序号(Ticket Number) 。
只有 Next 域与 Owner 域相等时，才表明锁处于未使用状态（类似于银行叫号系统）。
上面两种锁都未保存任务优先级的信息，FIFO ticket spinlock中，所有的任务都按时间先后顺序获取锁，先到先服务。
4.对于读写锁(rwlock)，描述错误的是(单选)：（参考：Linux内核设计与实现，第二版，第9章，9.3节）
A. 读写锁适合于对数据的访问由大量的读和少量的写操作来完成
B. 如果一个执行读操作的线程持有此锁，那么多个读线程都可以进入临界段
C. 允许多个线程同时访问相同数据，但同一时刻只允许一个线程写入数据
D. 如果执行写操作的线程持有此锁，则临界段可以由其他线程读取
答案：D
试题解析：
首先介绍下读写锁概念：
读锁：用于保护读取的锁；例如：对于一个链表需要检索时，可以通过读锁进行数据保护，防止读取过程中链表被修改。读锁的特点是支持并发，允许多个任务并发持有读锁；
写锁：用于保护写入的锁；例如：对于一个链表需要更新时，通过获取写锁，保证数据不被访问或读取。写锁的特点是独占性，写锁最多只能被一个写任务持有，而且不能由并发的读操作；
临界段是指代码中收到锁保护的代码段，例如：
lock_读
临界段（只读）
unlock_读
因此根据写锁的特性，得出答案为：D
5.对于内核互斥锁(mutex)，对其使用方法，错误的是(单选)：(参考：内核代码2.6.32 mutex.h)
A. 同一时间只能有一个任务持有互斥锁，而且只有这个任务可以对互斥锁进行解锁
B. 互斥锁不能进行递归锁定或解锁
C. mutex可以通过直接赋值的方式对其count进行初始化
D. 互斥锁可能不能用于硬中断或者软中断上下文中，如tasklet
答案：C.
试题解析：
mutex的行为和使用计数为1的信号量类似，但它不同与信号量，mutex的使用场景相对而言更严格、更定向：
1. 任何时刻中只有一个任务可以持有mutex，也就是mutex的使用计数永远是1。
2. 给mutex上锁者必须负责给其解锁。
3. 不允许递归的上锁和解锁。
4. mutex不能在中断或者下半部中使用，即使使用mutex_trylock()也不行。
5. mutex只能通过官方API管理：不可被拷贝、手动初始化或者重复初始化。其count是定义为automic_t原子型变量，因此只能通过原子操作来对其count进行初始化，因此C错误。