JOS中 spinlock 的实现

2024-06-06 09:32
文章标签 实现 spinlock jos

本文主要是介绍JOS中 spinlock 的实现,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!

JOS中  "spinlock" 的实现


  1. In software engineering, a spinlock is a lock which causes a thread trying to acquire it to simply wait in a loop ("spin") while repeatedly checking if the lock is available. Since the thread remains active but is not performing a useful task,the use of such a lock is a kind of busy waiting.
                                                                                                                                                       -- from wikipedia

XCHG instruction Swaps data between two registers or a register and memory location.

LOCK汇编指令用于封锁总线. 

static inline uint32_t
xchg(volatile uint32_t *addr, uint32_t newval)
{uint32_t result;// The + in "+m" denotes a read-modify-write operand.asm volatile("lock; xchgl %0, %1" :"+m" (*addr), "=a" (result) :"1" (newval) :"cc");return result;
}
每次都会返回addr指向地址处原来的值.



于是乎,在JOS中,spinlock的实现如下:

./kern/spinlock.h 这里利用结构体struct spinlock来抽象封装spinlock.

实质上,spinlock是个全局变量.这里具体的就是./kern/spinlock.h 中的全局变量结构体 

extern struct spinlock kernel_lock.

// Mutual exclusion lock.
struct spinlock {unsigned locked;       // Is the lock held?
};void __spin_initlock(struct spinlock *lk, char *name);
void spin_lock(struct spinlock *lk);
void spin_unlock(struct spinlock *lk);#define spin_initlock(lock)   __spin_initlock(lock, #lock)extern struct spinlock kernel_lock;static inline void
lock_kernel(void)
{spin_lock(&kernel_lock);
}static inline void
unlock_kernel(void)
{spin_unlock(&kernel_lock);// Normally we wouldn't need to do this, but QEMU only runs// one CPU at a time and has a long time-slice.  Without the// pause, this CPU is likely to reacquire the lock before// another CPU has even been given a chance to acquire it.asm volatile("pause");
}



// Mutual exclusion spin locks.// The big kernel lock
struct spinlock kernel_lock = {
#ifdef DEBUG_SPINLOCK .name = "kernel_lock"
#endif
};
spinlock锁的初始化
void
__spin_initlock(struct spinlock *lk, char *name)
{lk->locked = 0;
}// Acquire the lock.
// Loops (spins) until the lock is acquired.
// Holding a lock for a long time may cause
// other CPUs to waste time spinning to acquire it.
void
spin_lock(struct spinlock *lk)
{// The xchg is atomic.// It also serializes, so that reads after acquire are not// reordered before it. while (xchg(&lk->locked, 1) != 0)asm volatile ("pause");}// Release the lock.
void
spin_unlock(struct spinlock *lk)
{// The xchg serializes, so that reads before release are // not reordered after it.  The 1996 PentiumPro manual (Volume 3,// 7.2) says reads can be carried out speculatively and in// any order, which implies we need to serialize here.// But the 2007 Intel 64 Architecture Memory Ordering White// Paper says that Intel 64 and IA-32 will not move a load// after a store. So lock->locked = 0 would work here.// The xchg being asm volatile ensures gcc emits it after// the above assignments (and after the critical section).xchg(&lk->locked, 0);
}

原理还是很简单的,只是基于汇编层次的全局变量的busy waiting.










          春节, 快乐


这篇关于JOS中 spinlock 的实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1035722

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