Linux内核spin_lock与spin_lock_irq分析

最新推荐文章于 2025-06-13 19:59:20 发布

转载最新推荐文章于 2025-06-13 19:59:20 发布 · 512 阅读

本文详细解析了Linux内核中spin_lock和spin_lock_irq的实现细节及区别，强调了在不同情况下的正确使用方式，避免因误用而导致的死锁问题。

From: http://blog.youkuaiyun.com/zhanglei4214/article/details/6837697

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

[cpp] view plain copy print ?

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);
}

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

[cpp] view plain copy print ?

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);
}

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。