分析Linux中Spinlock在ARM及X86平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)

　　本文主要以2.6.22.6內(nèi)核分析Linux中spinlock在ARM及X86平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)（不同版本的內(nèi)核實(shí)現(xiàn)形式會(huì)有一些差異，但原理大致相同）。此處默認(rèn)大家已經(jīng)熟悉了spinlock的使用，重點(diǎn)解釋容易引起迷惑的體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的實(shí)現(xiàn)部分。

　　一、spin_lock(lock)的實(shí)現(xiàn)

　　/***include/linux/spinlock.h中***/

　　#if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_DEBUG_SPINLOCK)

　　//如果配置了SMP或配置自旋鎖調(diào)試功能

　　# include linux/spinlock_api_smp.h>

　　#else //如果是單處理器且不配置自旋鎖調(diào)試功能

　　# include linux/spinlock_api_up.h>

　　#endif

　　……

　　#define spin_lock(lock) _spin_lock(lock)

　　1、如果是單處理器

　　/****include/linux/spinlock_api_up.h****/

　　#define _spin_lock(lock) __LOCK(lock)

　　#define __LOCK(lock)

　　do { preempt_disable(); __acquire(lock); (void)(lock); } while (0)

　?。?）preempt_disable()：禁止搶占

　?。?）__acquire(lock)：在include/linux/compiler.h中有定義

　　#ifdef __CHECKER__

　　……

　　# define __acquire(x) __context__(x,1)

　　# define __release(x) __context__(x,-1)

　　#else

　　……

　　# define __acquires(x)

　　# define __releases(x)

　　這是一對(duì)用于sparse對(duì)代碼檢測(cè)的相互關(guān)聯(lián)的函數(shù)定義，第一句表示要增加變量x的計(jì)數(shù)，增加量為1，第二句則正好相反，這個(gè)是用來(lái)函數(shù)編譯的過(guò)程中。如果在代碼中出現(xiàn)了不平衡的狀況，那么在Sparse的檢測(cè)中就會(huì)報(bào)警。如果要使用Sparse檢測(cè)功能就需要安裝sparse工具（參考相關(guān)安裝方法），然后編譯內(nèi)核

　　#make zImage C=1 (C=1，只檢測(cè)新編譯的文件，C=2是查所有文件)

　　Sparse會(huì)定義__CHECKER__，如果你沒(méi)有使用sparse工具，__acquire(lock)則定義為空

　　（3）(void)(lock)：通過(guò)插入一個(gè)變量本身的求值表達(dá)式，使編譯器不再報(bào)警，如：“variable 'lock' is defined but never used”。這種求值不會(huì)影響運(yùn)行時(shí)的速度。

　　2、如果配置了SMP

　　/****include/linux/spinlock_api_smp.h中****/

　　void __lockfunc _spin_lock(spinlock_t *lock) __acquires(lock);

　　/***kernel/spinlock.c***/

　　void __lockfunc _spin_lock(spinlock_t *lock)

　　{

　　preempt_disable();

　　//關(guān)閉搶占

　　spin_acquire(lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_);

　　//自旋鎖調(diào)試用，在沒(méi)有定義自旋鎖調(diào)試的時(shí)候是空函數(shù)

　　_raw_spin_lock(lock);

　　}

　　/***include/linux/spinlock.h***/

　　#ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK

　　extern void _raw_spin_lock(spinlock_t *lock);//在lib/spinlock_debug.c中實(shí)現(xiàn)

　　#else //smp情況

　　# define _raw_spin_lock(lock) __raw_spin_lock((lock)->raw_lock)

　　3、__raw_spin_lock在ARM處理器上的實(shí)現(xiàn)

　　/******include/asm-arm/spinlock_types.h***/

　　typedef struct {

　　volatile unsigned int lock;

　　} raw_spinlock_t;

　　#define __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED { 0 }

　　/******include/asm-arm/spinlock.h***/

　　#if __LINUX_ARM_ARCH__ 6

　　#error SMP not supported on pre-ARMv6 CPUs //ARMv6后，才有多核ARM處理器

　　#endif

　　……