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分析Linux中Spinlock在ARM及X86平臺上的實現

作者: 時間:2012-12-08 來源:網絡 收藏

  本文主要以2.6.22.6內核分析中spinlock在上的實現(不同版本的內核實現形式會有一些差異,但原理大致相同)。此處默認大家已經熟悉了spinlock的使用,重點解釋容易引起迷惑的體系結構相關的實現部分。

  一、spin_lock(lock)的實現

  /***include/linux/spinlock.h中***/

  #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_DEBUG_SPINLOCK)

  //如果配置了SMP或配置自旋鎖調試功能

  # include linux/spinlock_api_smp.h>

  #else //如果是單處理器且不配置自旋鎖調試功能

  # include linux/spinlock_api_up.h>

  #endif

  ……

  #define spin_lock(lock) _spin_lock(lock)

  1、如果是單處理器

  /****include/linux/spinlock_api_up.h****/

  #define _spin_lock(lock) __LOCK(lock)

  #define __LOCK(lock)

  do { preempt_disable(); __acquire(lock); (void)(lock); } while (0)

  (1)preempt_disable():禁止搶占

  (2)__acquire(lock):在include/linux/compiler.h中有定義

  #ifdef __CHECKER__

  ……

  # define __acquire(x) __context__(x,1)

  # define __release(x) __context__(x,-1)

  #else

  ……

  # define __acquires(x)

  # define __releases(x)

  這是一對用于sparse對代碼檢測的相互關聯的函數定義,第一句表示要增加變量x的計數,增加量為1,第二句則正好相反,這個是用來函數編譯的過程中。如果在代碼中出現了不平衡的狀況,那么在Sparse的檢測中就會報警。如果要使用Sparse檢測功能就需要安裝sparse工具(參考相關安裝方法),然后編譯內核

  #make zImage C=1 (C=1,只檢測新編譯的文件,C=2是查所有文件)

  Sparse會定義__CHECKER__,如果你沒有使用sparse工具,__acquire(lock)則定義為空

  (3)(void)(lock):通過插入一個變量本身的求值表達式,使編譯器不再報警,如:“variable 'lock' is defined but never used”。這種求值不會影響運行時的速度。

  2、如果配置了SMP

  /****include/linux/spinlock_api_smp.h中****/

  void __lockfunc _spin_lock(spinlock_t *lock) __acquires(lock);

  /***kernel/spinlock.c***/

  void __lockfunc _spin_lock(spinlock_t *lock)

  {

  preempt_disable();

  //關閉搶占

  spin_acquire(lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_);

  //自旋鎖調試用,在沒有定義自旋鎖調試的時候是空函數

  _raw_spin_lock(lock);

  }

  /***include/linux/spinlock.h***/

  #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK

  extern void _raw_spin_lock(spinlock_t *lock);//在lib/spinlock_debug.c中實現

  #else //smp情況

  # define _raw_spin_lock(lock) __raw_spin_lock((lock)->raw_lock)

  3、__raw_spin_lock在處理器上的實現

  /******include/asm-arm/spinlock_types.h***/

  typedef struct {

  volatile unsigned int lock;

  } raw_spinlock_t;

  #define __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED { 0 }

  /******include/asm-arm/spinlock.h***/

  #if __LINUX__ARCH__ 6

  #error SMP not supported on pre-ARMv6 CPUs //ARMv6后,才有多核ARM處理器

  #endif

  ……

linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解(linux不再難懂)

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關鍵詞: Linux Spinlock ARM X86平臺

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