raw_spinlock是什么意思？

Question

我正在研究 raw_spinlock 结构体，它在 /usr/src/linux/include/linux/spinlock_types.h 中：

typedef struct raw_spinlock {
        arch_spinlock_t raw_lock;
#ifdef CONFIG_GENERIC_LOCKBREAK
        unsigned int break_lock;
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
        unsigned int magic, owner_cpu;
        void *owner;
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
        struct lockdep_map dep_map;
#endif
} raw_spinlock_t;

我认为raw_lock是一种依赖于架构的锁，而dep_map则是一种避免死锁的数据结构，但是break_lock、magic、owner_cpu和*owner是什么意思呢？

- JuHyung Son

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Answer 1

自旋锁

自旋锁是内核代码中自旋锁的公共API。

请参见Documentation/locking/spinlocks.txt。

raw_spinlock

raw_spinlock是普通自旋锁的实际实现。在非RT内核上，自旋锁只是raw_spinlock的一个包装器。在RT内核上，自旋锁并不总是使用raw_spinlock。

请参见LWN上的这篇文章。

arch_spinlock

arch_spinlock是自旋锁实现的平台特定部分。raw_spinlock通常是平台无关的，并将低级操作委托给arch_spinlock。

lockdep_map

lockdep_map是用于锁定正确性验证器的依赖映射。

请参见Documentation/locking/lockdep-design.txt。

break_lock

在SMP内核上，当一个CPU上的spin_lock()开始循环而锁定在另一个CPU上时，它将此标志设置为1。持有锁的另一个CPU可以定期使用spin_is_contended()检查此标志，然后调用spin_unlock()。

这样可以同时实现两个目标：

• 避免频繁的锁定/解锁；
• 避免长时间持有锁，防止其他人获取锁。

也请参见这篇文章。

magic、owner、owner_cpu

当设置了CONFIG_SPINLOCK_DEBUG时，这些字段将被启用，并有助于检测常见的错误：

• magic在创建自旋锁时设置为某个随机选择的常量（SPINLOCK_MAGIC，即0xdead4ead）
• owner在spin_lock()中设置为当前进程；
• owner_cpu在spin_lock()中设置为当前CPU ID。

spin_unlock() 检查是否在调用 spin_lock() 时进程和 CPU 与当前相同。

spin_lock() 检查 magic 是否等于 SPINLOCK_MAGIC，以确保调用者传递了正确初始化自旋锁的指针，并且（希望）没有发生内存损坏。

请参见kernel/locking/spinlock_debug.c。

- gavv