NUC980开发板线程内使用SPI通信致CPU占用100% 求日志解读

• 运行环境：NUC980开发板，内核版本4.4.289
• 业务逻辑：独立采集线程通过两路SPI接口对接传感器做数据采集
• 异常现象：采集线程CPU占用率达100%
• 已做操作：开启内核追踪宏捕获异常日志，无法解读根因，需要日志解读方法与排查方向
• 参考截图：
  

INFO: task acq_md->rawmt:16140 blocked for more than 60 seconds.
      Not tainted 4.4.289 #10
"echo 0 > /proc/sys/kernel/hung_task_timeout_secs" disables this message.
acq_md->rawmt   D c03bcc30     0 16140  16106 0x00000000
Backtrace:
[<c03bc990>] (__schedule) from [<c03bcfcc>] (schedule+0x50/0xb0)
 r10:b5b33e70 r9:c3a99c14 r8:ffffffff r7:00000002 r6:c20b0000 r5:c389d300
 r4:c20b0000
[<c03bcf7c>] (schedule) from [<c03bd2f8>] (schedule_preempt_disabled+0x18/0x24)
 r4:c3a99c10 r3:c20b0000
[<c03bd2e0>] (schedule_preempt_disabled) from [<c03bea90>] (__mutex_lock_slowpath+0x94/0x178)
[<c03be9fc>] (__mutex_lock_slowpath) from [<c03bebac>] (mutex_lock+0x38/0x3c)
 r9:c3a987d0 r8:c3a99c10 r7:c3a99c00 r6:c3a4dc00 r5:b5b33e70 r4:80016b01
[<c03beb74>] (mutex_lock) from [<c0239b60>] (spidev_ioctl+0xac/0x6d4)
[<c0239ab4>] (spidev_ioctl) from [<c00cb83c>] (do_vfs_ioctl+0x43c/0x660)
 r10:b5b33e70 r9:c3a987d0 r8:00000010 r7:b5b33e70 r6:00000010 r5:c2033aa0
 r4:c2033aa1
[<c00cb400>] (do_vfs_ioctl) from [<c00cba9c>] (SyS_ioctl+0x3c/0x64)
 r10:00000000 r9:c20b0000 r8:00000010 r7:b5b33e70 r6:80016b01 r5:c2033aa0
 r4:c2033aa1
[<c00cba60>] (SyS_ioctl) from [<c000fda0>] (ret_fast_syscall+0x0/0x3c)
 r8:c000ff88 r7:00000036 r6:00000000 r5:b5b33e70 r4:80016b01 r3:00000000

• 告警触发源：内核hung task检测机制触发，提示PID为16140的acq_md->rawmt线程处于*不可中断睡眠状态（D状态）*超过60秒。注意该状态下线程不会占用CPU运行，观测到的100% CPU占用是锁异常导致的调度统计偏差，或是其他持锁线程的忙等表现。
• 调用链回溯（从用户态到内核态卡点顺序）：用户态线程发起SPI ioctl调用 -> 进入内核spidev字符设备驱动的spidev_ioctl处理函数 -> 函数内调用mutex_lock申请SPI操作互斥锁 -> 锁已被其他路径持有，进入互斥锁慢等队列 -> 调度器切出该线程，线程持续等待锁释放，超过60秒触发告警。
• 核心故障点：SPI子系统的操作互斥锁被长期持有未释放，导致访问SPI的线程永久阻塞。

• 应用层逻辑排查：确认两路SPI的设备节点访问逻辑，是否存在多线程/多进程无保护并发访问同一个spidev节点的情况；检查SPI传输相关的错误处理分支，是否存在异常退出时未关闭SPI fd、未触发驱动解锁的路径。
• 驱动逻辑排查：检查NUC980平台SPI控制器驱动、spidev驱动的实现，重点确认互斥锁的加锁/解锁配对情况，尤其是传输超时、硬件报错等异常分支是否存在漏解锁问题；确认两路SPI是否共用同一个控制器实例的全局锁，是否存在锁递归申请导致的死锁。
• 内核调试手段：重新编译内核开启锁调试配置，打开CONFIG_DEBUG_MUTEXES、CONFIG_LOCKDEP、CONFIG_DETECT_HUNG_TASK的详细栈打印选项，复现问题时内核会直接打印持锁线程的调用栈，直接定位未释放锁的代码路径；问题复现时可遍历/proc/*/stack查找处于SPI驱动路径内的持锁线程。
• 硬件链路排查：用示波器测量两路SPI的CLK、CS、MISO、MOSI引脚电平，确认是否存在传感器硬件故障、引脚虚焊/短路、电平不匹配导致SPI控制器一直处于忙等传输完成的状态，持锁不释放。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mr.bear