旋转锁有问题吗？

Question

这是我的自旋锁实现,但它似乎无法保护关键代码.我的实施有问题吗？

static __inline__ int xchg_asm(int* lock, int val) 
{
  int ret; 
  __asm__ __volatile__(
    LOCK "movl (%1),%%eax; 
    xchg (%1),%2; 
    movl %%eax, %0" :"=m" (ret) :"d"(lock), "c"(val)
  );
  return ret; 
}
void spin_init(spinlock_t* sl) 
{ 
  sl->val = 0; 
} 
void spin_lock(spinlock_t* sl) 
{ 
  int ret; 
  do { 
    ret = xchg_asm(&(sl->val), 1); 
  } while ( ret==0 ); 
}

void spin_unlock(spinlock_t* sl) 
{
  xchg_asm(&(sl->val), 0);
}

Answer 1

您的代码等于:

static __inline__ int xchg_asm(int* lock, int val) {
   int save_old_value_at_eax;

   save_old_value_at_eax = *lock;        /* with a wrong lock prefix */
   xchg *lock with val and discard the original value of *lock.
   return save_old_value_at_eax;           /* but it not the real original value of *lock */
}

你可以从代码中看到,save_old_value_at_eax当cpu执行xchg时,没有真正的原始值.您应该通过xchg指令获取旧/原始值,而不是在执行xchg之前保存它.("这不是真正的老/初始值"是指,如果另一个CPU占用锁后,该CPU节省的价值,但该CPU执行XCHG指令之前,这个CPU会得到错误的旧值,并认为它采取了锁定成功,因此,两个CPU同时进入CS).你拆散了一对读-修改-写指令三条指令,整个三个指令不是原子(即使你移动锁定前缀XCHG).

我猜你认为锁定前缀将锁定WHOLE三条指令,但实际上锁定前缀只能用于它附加的唯一指令(并非所有指令都可以附加)而且我们在SMP上不需要锁定前缀用于xchg .引自linux_kernel_src/arch/x86 // include/asm/cmpxchg.h

/*
 * Note: no "lock" prefix even on SMP: xchg always implies lock anyway.
 * Since this is generally used to protect other memory information, we
 * use "asm volatile" and "memory" clobbers to prevent gcc from moving
 * information around.
 */

我的建议:

1. 不要重复自己,请使用linux内核的自旋锁.
2. 不要重复自己,如果你想实现自旋锁,请使用linux内核的xchg(),cmpxchg().
3. 详细了解说明.你也可以找到linux内核如何实现它.