Linux内核spin_lock与spin_lock_irq分析

 

在Linux内核中何时使用spin_lock，何时使用spin_lock_irqsave很容易混淆。首先看一下代码是如何实现的。

spin_lock的调用关系

     spin_lock

            |

           + ----->  raw_spin_lock

|

+------>  _raw_spin_lock

                         |

                        +--------> __raw_spin_lock

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1. static inline void __raw_spin_lock(raw_spinlock_t *lock)  
2. {  
3.         preempt_disable();  
4.         spin_acquire(&lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_);  
5.         LOCK_CONTENDED(lock, do_raw_spin_trylock, do_raw_spin_lock);  
6. }  

static inline void __raw_spin_lock(raw_spinlock_t *lock) { preempt_disable(); spin_acquire(&lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_); LOCK_CONTENDED(lock, do_raw_spin_trylock, do_raw_spin_lock); }

spin_lock_irq的调用关系

    spin_lock_irq

                |

               +-------> raw_spin_lock_irq

                                           |

                                          +---------> _raw_spin_lock_irq

                                                                      |

                                                                      +------------> __raw_spin_lock_irq

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1. static inline void __raw_spin_lock_irq(raw_spinlock_t *lock)  
2. {  
3.         local_irq_disable();  
4.         preempt_disable();  
5.         spin_acquire(&lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_);  
6.         LOCK_CONTENDED(lock, do_raw_spin_trylock, do_raw_spin_lock);  
7. }  

static inline void __raw_spin_lock_irq(raw_spinlock_t *lock) { local_irq_disable(); preempt_disable(); spin_acquire(&lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_); LOCK_CONTENDED(lock, do_raw_spin_trylock, do_raw_spin_lock); }

可以看出来他们两者只有一个差别：是否调用local_irq_disable()函数， 即是否禁止本地中断。

在任何情况下使用spin_lock_irq都是安全的。因为它既禁止本地中断，又禁止内核抢占。

spin_lock比spin_lock_irq速度快，但是它并不是任何情况下都是安全的。

举个例子:进程A中调用了spin_lock（&lock）然后进入临界区，此时来了一个中断(interrupt），

该中断也运行在和进程A相同的CPU上，并且在该中断处理程序中恰巧也会spin_lock(&lock)

试图获取同一个锁。由于是在同一个CPU上被中断，进程A会被设置为TASK_INTERRUPT状态，

中断处理程序无法获得锁，会不停的忙等，由于进程A被设置为中断状态，schedule（）进程调度就

无法再调度进程A运行，这样就导致了死锁！

但是如果该中断处理程序运行在不同的CPU上就不会触发死锁。 因为在不同的CPU上出现中断不会导致

进程A的状态被设为TASK_INTERRUPT，只是换出。当中断处理程序忙等被换出后，进程A还是有机会

获得CPU，执行并退出临界区。

所以在使用spin_lock时要明确知道该锁不会在中断处理程序中使用。