读写自旋锁

最新推荐文章于 2024-08-24 10:17:17 发布

yunsongice

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分类专栏：疯狂内核之同步与互斥文章标签：数据结构汇编 struct 语言算法 c

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/yunsongice/article/details/5605327

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本文深入解析了Linux内核中的读写自旋锁，阐述了其在SMP系统中保护共享数据结构的作用，允许多个内核控制路径并发读取。读写自旋锁由rwlock_t结构表示，包含一个32位的lock字段，其中24位用于计数读者数量，第24位作为未锁标志。文章详细介绍了read_lock和write_lock的获取与释放过程，涉及原子操作和自旋等待策略。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

读/写自旋锁同样是在保护SMP体系下的共享数据结构而引入的，它的引入是为了增加内核的并发能力。只要内核控制路径没有对数据结构进行修改，读/写自旋锁就允许多个内核控制路径同时读同一数据结构。如果一个内核控制路径想对这个结构进行写操作，那么它必须首先获取读/写锁的写锁，写锁授权独占访问这个资源。这样设计的目的，即允许对数据结构并发读可以提高系统性能。

下图显示有两个受读/写锁保护的临界区（CI和C2）。内核控制路径R0和R1正在同时读取C1中的数据结构，而W0正等待获取写锁。内核控制路径W1正对C2中的数据结构进行写操作，而R2和W2分别等待获取读锁和写锁。

每个读/写自旋锁都是一个rwlock_t结构：
typedef struct {
    raw_rwlock_t raw_lock;
#if defined(CONFIG_PREEMPT) && defined(CONFIG_SMP)
    unsigned int break_lock;
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
    unsigned int magic, owner_cpu;
    void *owner;
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
    struct lockdep_map dep_map;
#endif
} rwlock_t;
typedef struct {
    volatile unsigned int lock;
} raw_rwlock_t;

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