Linux 记一次spin_lock死锁优化经验

2024-06-05 09:04

本文主要是介绍Linux 记一次spin_lock死锁优化经验,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

From 程序员秘书

死锁是很常见的一种内核故障。

最简单也是最常见的,就是如果一个task在已经持有某个锁的情况下,再次尝试获取同一个锁,就会形成死锁局面。发生死锁的场景有很多,常见的情况可能有,可能是在同一个task中锁使用不当;也可能是两个task有资源竞争和依赖,形成互锁互等;也可能是某个task拿了锁后又被某个中断抢占,之后又在等拿相同的锁。

最近刚分析和处理了一个死锁问题,就是一个task和一个中断拿相同锁出现的死锁问题,最后是通过将替换拿锁接口函数解决的。主要是涉及到spin_trylock_irq()spin_trylock() 这两个函数的使用场景和差别,所以记录学习一下。

spin_trylock_irq()spin_trylock() 都是Linux内核中用于尝试获取自旋锁的函数,但它们在使用场景和行为上有所区别,主要体现在对中断的处理上。下面是对这两个函数的深入解析:

spin_trylock()

  • 功能spin_trylock() 是一个非阻塞的自旋锁获取函数,它尝试立即获取自旋锁。如果锁已被其他CPU持有,该函数会立即返回失败(通常返回0),而不会让调用者进入等待状态。这适用于那些无法承受阻塞开销或不适合睡眠的上下文。
  • 中断处理:调用 spin_trylock() 时,当前CPU的中断状态不变。也就是说,如果在中断上下文中调用此函数,中断仍然保持禁止状态;而在进程上下文中调用,则中断是启用的。

spin_trylock_irq()

  • 功能spin_trylock_irq()spin_trylock() 类似,也是尝试立即获取自旋锁,如果不能立即获取则返回失败。但是,它还额外包含了一层对中断的管理。
  • 中断处理:在尝试获取锁之前,spin_trylock_irq() 会临时禁用本地中断(如果之前是启用状态),并在操作完成后恢复中断的原始状态。这意味着,无论是在中断上下文还是进程上下文中调用,它都会确保在尝试获取锁期间中断是被禁止的,从而避免了在获取锁的过程中被中断打断的复杂性。这种设计提高了锁操作的原子性和安全性,但需要注意的是,它可能会在某些对中断响应时间敏感的场景中引入延迟。

联系与区别总结

  • 联系:两者都是非阻塞式的自旋锁获取操作,不成功即返回,都不会引起调用者睡眠。
  • 区别:主要区别在于对中断的处理上。spin_trylock() 不改变当前中断状态,而 spin_trylock_irq() 则会在操作前临时禁用中断,操作后恢复中断状态,确保了操作的原子性。

选择使用哪个函数取决于具体的上下文需求。如果你确信在调用时不希望中断打断锁的获取过程,或者你处于一个可能需要明确控制中断状态的上下文中,spin_trylock_irq() 更为合适。而在不需要特别处理中断,或者明确知道当前中断状态已满足要求的情况下,可以使用 spin_trylock()

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