记一次频繁使用spinlock接口函数导致的无法开机问题

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问题现象

售后出现一台无法开机的机器，现象是卡白米

问题分析


set_frame 0x00后没有ack
set_frame 0x03后没有ack

同时kernel启动3s后，stick驱动一直反复打印日志，从3s到34s之间几乎全部是stick驱动读写的报错日志
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34s的时候发现misc分区没有挂载，init发起了reboot的指令
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而misc分区没有挂载的原因就是cpu一直被stick占用，导致mountFstab无法挂载分区。检查读写函数，发现如下异常
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这是一个嵌套循环，也就是100*10=1000次的反复调用spinlock的接口获取和释放锁。

问题原因

此问题的原因在于spinlock的频繁获取和释放，导致CPU被占用，性能下降导致无法开机。

下面总结一下自旋锁被频繁申请释放的风险和问题：
在Linux内核中，自旋锁（spinlock）是一种用于保护共享资源的锁机制，主要用于短时间的锁定操作，不会引起线程调度。频繁地启用（enable）和禁用（disable）自旋锁可能带来以下风险和问题：

  1. 性能开销：
    每次获取和释放自旋锁都会涉及内存屏障和CPU指令，以确保内存操作的顺序性和锁的正确性。这会导致性能开销，特别是在高频率下操作时。
  2. CPU资源浪费：
    自旋锁在等待时不会使线程进入睡眠状态，而是不断轮询检查锁的状态。这可能会导致CPU周期的浪费，尤其是在锁被长时间持有的情况下。
  3. 死锁：
    如果多个线程以不当的顺序获取多个锁，可能导致死锁情况，尤其是在复杂的锁定逻辑中。
  4. 优先级反转：
    当高优先级任务被低优先级任务锁住的资源阻塞时，会导致优先级反转问题，可能影响系统的实时性能。
  5. 中断禁用（如果使用中断安全自旋锁）：
    如果使用的是中断安全的自旋锁，频繁禁用和启用中断可能会影响系统的中断响应能力，导致延迟。
  6. 缓存一致性问题：
    自旋锁导致的频繁内存屏障可能影响缓存一致性协议的效率，进而影响系统性能。

为了减轻这些风险，开发人员应尽量减少自旋锁的持有时间，并在可能的情况下使用其他同步机制（如互斥锁）来替代自旋锁，以避免长时间占用CPU资源。此外，应仔细设计锁定逻辑，以避免死锁和优先级反转问题。