非预先Linux内核上的spin_lock

Question

我读到的系统上有1个CPU和非预先Linux内核（2.6.x），spin_lock调用相当于一个空调用，因此以这种方式实现。

我无法理解：它不应该等同于互斥体上的睡眠吗？即使在非预编译的内核中，中断处理程序仍然可能会被执行，或者我可能会调用一个函数来使原始线程进入休眠状态。所以，如果一个空的spin_lock调用是作为互斥体实现的，那么它就是“安全”的，这是不正确的。

有什么我不明白吗？

Answer 1

从«Linux设备驱动程序»，由乔纳森·科比特，亚历山德罗Rubini和葛雷格·克罗哈曼报价：

如果一个非抢占的单处理器系统曾经走进一个 锁旋转，它会旋转永远;没有其他线程能够获得CPU释放锁（因为它不能屈服）。 正因为如此，在未启用 抢占单处理器系统上自旋锁操作进行了优化，什么也不做，用的 不同之处在于改变IRQ屏蔽状态的那些（在Linux中，这将是 spin_lock_irqsave()）。由于抢占，即使您从未使用 希望您的代码在SMP系统上运行，您仍需要实施 正确的锁定。

如果您对可以在中断环境（硬件或软件）中运行的代码执行的自旋锁感兴趣，则必须使用禁用中断的形式spin_lock_*。如果不这样做，只要进入临界区时中断到达，就会使系统死锁。

Answer 2

根据定义，如果您使用的是非抢先式内核，则不会被抢占。如果你做自己的多任务处理，那不是内核的问题;那是你的问题。中断处理程序可能仍会执行，但它们不会导致上下文切换。

Answer 3

如果您在非抢先式内核上使用spin_lock()来屏蔽数据与中断处理程序之间的关系，则会导致死锁（在单处理器计算机上）。

如果中断处理程序在其他内核代码持有锁的同时运行，它将永远旋转，因为常规内核代码无法恢复并释放锁。

只有锁定座始终能够完成时才能使用自旋锁。

中断处理程序可能需要的锁的解决方案是使用spin_lock_irqsave()，该锁在禁用自旋锁时禁用中断。有了1个CPU，没有中断处理程序可以运行，所以不会出现死锁。在smp上，一个中断处理程序可能开始在另一个cpu上旋转，但由于持有该锁的cpu不能被中断，因此该锁最终将被释放。

Answer 4

要回答你的问题的两个部分：

即使在非preemtive内核中断处理程序可能仍然例如执行...

spin_lock()是不应该防范中断处理程序 - 只有用户上下文内核代码。 spin_lock_irqsave()是中断禁用版本，并且此不是在非抢先式单处理器上无操作。

......或者我可能会调用一个函数来让原始线程进入睡眠状态。

在持有自旋锁时不允许睡觉。这是“Scheduling while atomic”错误。如果你想睡觉，你必须使用互斥锁（再次 - 这些不是非抢先式单处理器上的禁止操作）。