非預先Linux內核上的spin_lock

Question

我讀到的系統上有1個CPU和非預先Linux內核（2.6.x），spin_lock調用相當於一個空調用，因此以這種方式實現。

我無法理解：它不應該等同於互斥體上的睡眠嗎？即使在非預編譯的內核中，中斷處理程序仍然可能會被執行，或者我可能會調用一個函數來使原始線程進入休眠狀態。所以，如果一個空的spin_lock調用是作爲互斥體實現的，那麼它就是「安全」的，這是不正確的。

有什麼我不明白嗎？

Answer 1

從«Linux設備驅動程序»，由喬納森·科比特，亞歷山德羅Rubini和葛雷格·克羅哈曼報價：

如果一個非搶佔的單處理器系統曾經走進一個 鎖旋轉，它會旋轉永遠;沒有其他線程能夠獲得CPU釋放鎖（因爲它不能屈服）。 正因爲如此，在未啓用 搶佔單處理器系統上自旋鎖操作進行了優化，什麼也不做，用的 不同之處在於改變IRQ屏蔽狀態的那些（在Linux中，這將是 spin_lock_irqsave()）。由於搶佔，即使您從未使用 希望您的代碼在SMP系統上運行，您仍需要實施 正確的鎖定。

如果您對可以在中斷環境（硬件或軟件）中運行的代碼執行的自旋鎖感興趣，則必須使用禁用中斷的形式spin_lock_*。如果不這樣做，只要進入臨界區時中斷到達，就會使系統死鎖。

Answer 2

根據定義，如果您使用的是非搶先式內核，則不會被搶佔。如果你做自己的多任務處理，那不是內核的問題;那是你的問題。中斷處理程序可能仍會執行，但它們不會導致上下文切換。

Answer 3

如果您在非搶先式內核上使用spin_lock()來屏蔽數據與中斷處理程序之間的關係，則會導致死鎖（在單處理器計算機上）。

如果中斷處理程序在其他內核代碼持有鎖的同時運行，它將永遠旋轉，因爲常規內核代碼無法恢復並釋放鎖。

只有鎖定座始終能夠完成時才能使用自旋鎖。

中斷處理程序可能需要的鎖的解決方案是使用spin_lock_irqsave()，該鎖在禁用自旋鎖時禁用中斷。有了1個CPU，沒有中斷處理程序可以運行，所以不會出現死鎖。在smp上，一箇中斷處理程序可能開始在另一個cpu上旋轉，但由於持有該鎖的cpu不能被中斷，因此該鎖最終將被釋放。

Answer 4

要回答你的問題的兩個部分：

即使在非preemtive內核中斷處理程序可能仍然例如執行...

spin_lock()是不應該防範中斷處理程序 - 只有用戶上下文內核代碼。 spin_lock_irqsave()是中斷禁用版本，並且此不是在非搶先式單處理器上無操作。

......或者我可能會調用一個函數來讓原始線程進入睡眠狀態。

在持有自旋鎖時不允許睡覺。這是「Scheduling while atomic」錯誤。如果你想睡覺，你必須使用互斥鎖（再次 - 這些不是非搶先式單處理器上的禁止操作）。