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Linux中的spinlock机制 - CAS和ticket spinlock

spinlock是最基础的一种锁,像后面将要介绍的rwlock(读写锁),seqlock(读写锁)等都是基于spinlock衍生出来的。就算是mutex,它的实现与spinlock也是密不可分。...当一个CPU(设为CPU A)获得spinlock后,会将该变量的值设为0,之后其他CPU试图获取这个spinlock时,会一直等待,直到CPU A释放spinlock,并将该变量的值设为1。...【第二种实现 - Ticket Spinlock】 为了解决这种「无序竞争」带来的不公平问题,spinlock的另一种实现方法是采用排队形式的"ticket spinlock"。...解锁 一个spinlock被owner释放时,该spinlock的head值会被owner通过"inc"指令加1。...把spinlock当前的值和旧的值进行比较(compare),还是由每个试图获得spinlock的CPU来执行的,但设置新的值(swap),则是由上一个持有spinlock的CPU来完成的。

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Kernel同步机制的底层实现

的next字段加1; 当获取spinlock的进程的本地next和spinlock的owner相等时,该进程就获取到spinlock; 由于第一个进程本地的next=0,并且spinlock的owner...为0,所以第一个CPU获取到spinlock; 接着当第二个进程抢占spinlock,此时spinlock的next值为1,保存到本地,然后将spinlock的next字段加1。...而spinlock的owner字段依然为0,第二个进程的本地next 不等于spinlock的owner,所以一直自旋等待spinlock; 第三个进程抢占spinlock,得到本地next值为2,然后将...当第一个进程处理完临界区以后,就释放spinlock,执行的操作是将spinlock的owner字段加1; 由于第二个进程和第三个进程都还在等待spinlock,他们会不停第获取spinlock的owner...第三个进程的本地next值是3,和spinlock的owner字段不相等,所以继续等待; 只有在第二个进程释放了spinlock,就会将spinlock的owner字段加1,第三个进程才有机会获取spinlock

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Ingo Molnar 的实时补丁

Ingo Molnar的实时补丁使用mutex来替换spinlock,它的意图是让spinlock可抢占,但是可抢占后将产生很多后续影响。 Spinlock失效抢占的目的是避免死锁。...Spinlock如果可抢占了,一个spinlock的竞争者将可能抢占该spinlock的保持者来运行,但是由于得不到spinlock将自旋在那里,如果竞争者的优先级高于保持者的优先级,将形成一种死锁的局面...由于中断处理函数也可以使用spinlock,如果它使用的spinlock已经被一个进程保持,中断处理函数将无法继续进行,从而形成死锁,这样的spinlock在使用时应当中断失效来避免这种死锁的情况发生。...所谓优先级顶棚,就是根据静态分析确定一个spinlock的可能拥有者的最高优先级,然后把spinlock的优先级顶棚设置为该确定的值,每次当进程获得该spinlock后,就将该进程的优先级设置为spinlock...在保持了raw_spinlock之后不能在试图获得新的spinlock类型的锁,因为raw_spinlock是抢占失效的,但是新的spinlock却能够导致进程睡眠或发生抢占。

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Linux实时补丁即将合并进Linux 5.3

Ingo Molnar的实时补丁使用mutex来替换spinlock,它的意图是让spinlock可抢占,但是可抢占后将产生很多后续影响。 Spinlock失效抢占的目的是避免死锁。...Spinlock如果可抢占了,一个spinlock的竞争者将可能抢占该spinlock的保持者来运行,但是由于得不到spinlock将自旋在那里,如果竞争者的优先级高于保持者的优先级,将形成一种死锁的局面...由于中断处理函数也可以使用spinlock,如果它使用的spinlock已经被一个进程保持,中断处理函数将无法继续进行,从而形成死锁,这样的spinlock在使用时应当中断失效来避免这种死锁的情况发生。...所谓优先级顶棚,就是根据静态分析确定一个spinlock的可能拥有者的最高优先级,然后把spinlock的优先级顶棚设置为该确定的值,每次当进程获得该spinlock后,就将该进程的优先级设置为spinlock...在保持了raw_spinlock之后不能在试图获得新的spinlock类型的锁,因为raw_spinlock是抢占失效的,但是新的spinlock却能够导致进程睡眠或发生抢占。

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RAII技术:在Rust中实现带有守卫的自旋锁,支持一定程度上的编译期并发安全检查

并且,SpinLockGuard没有构造器,它只能通过SpinLock的lock()方法,在加锁后产生。 SpinLock实现 SpinLock只具有两个成员方法:new()和lock()。...同时,我们为SpinLock实现Sync这个Trait,这样,编译器就知道,SpinLock是线程安全的,它能在几个线程之间共享。...与传统的SpinLock需要反复确认变量在锁的保护之下相比,SpinLock的使用非常简单,只需要这样做: 图片 在上面这个例子中,我们声明了一个SpinLock,并且把要保护的数据:一个Vec数组,...对于结构体内部的变量,我们可以使用SpinLock进行细粒度的加锁,也就是使用SpinLock包裹需要细致加锁的成员变量,比如这样: pub struct a { pub data: SpinLock...附录 DragonOS中,SpinLock的实现:http://opengrok.ringotek.cn/xref/DragonOS/kernel/src/libs/spinlock.rs?

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