critical section Linux内核同步 - spin_lock(8)

" ldaxrh %w2, %4\n"－－－－（A）－－－－－－－－－其他cpu唤醒本cpu，获取当前owner值

" eor %w1, %w2, %w0, lsr #16\n"－－－－－－－－－自己的号码牌是否等于owner？

" cbnz %w1, 2b\n"－－－－－－－－－－如果等于，持锁进入临界区，否者回到2，即继续spin

/* We got the lock. Critical section starts here. */

"3:"

: "=&r" (lockval), "=&r" (newval), "=&r" (tmp), "+Q" (*lock)

: "Q" (lock->owner), "I" (1 << TICKET_SHIFT)

: "memory");

}

基本的代码逻辑的描述都已经嵌入代码中，这里需要特别说明的有两个知识点：

（1）Load-Acquire/Store-Release指令的应用。Load-Acquire/Store-Release指令是ARMv8的特性，在执行load和store操作的时候顺便执行了memory barrier相关的操作，在spinlock这个场景，使用Load-Acquire/Store-Release指令代替dmb指令可以节省一条指令。上面代码中的（A）就标识了使用Load-Acquire指令的位置。Store-Release指令在哪里呢？在arch_spin_unlock中，这里就不贴代码了。Load-Acquire/Store-Release指令的作用如下：

－Load-Acquire可以确保系统中所有的observer看到的都是该指令先执行，然后是该指令之后的指令（program order）再执行

－Store-Release指令可以确保系统中所有的observer看到的都是该指令之前的指令（program order）先执行，Store-Release指令随后执行

（2）第二个知识点是关于在arch_spin_unlock代码中为何没有SEV指令？关于这个问题可以参考ARM ARM文档中的Figure B2-5，这个图是PE（n）的global monitor的状态迁移图。当PE（n）对x地址发起了exclusive操作的时候，PE（n）的global monitor从open access迁移到exclusive access状态，来自其他PE上针对x（该地址已经被mark for PE（n））的store操作会导致PE（n）的global monitor从exclusive access迁移到open access状态，这时候，PE（n）的Event register会被写入event，就好象生成一个event，将该PE唤醒，从而可以省略一个SEV的指令。

注：

（1）+表示在嵌入的汇编指令中，该操作数会被指令读取（也就是说是输入参数）也会被汇编指令写入（也就是说是输出参数）。

（2）=表示在嵌入的汇编指令中，该操作数会是write only的，也就是说只做输出参数。

（3）I表示操作数是立即数

spin_lock的分析文章Google一下有很多，这里只是分享一些关于spin_lock思考过的问题。

一、UP 下spin_lock的实现

UP的情况下，spin_lock本身并没有实现锁机制，相对应的spin_lock()只是禁用了内核抢占而已。如下代码：

//@include/linux/spinlock_api_up.h

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