关于自旋锁中的忙等的疑问

dingyujie

我们知道内核中，如果某个自旋锁暂时获取不到，就进入一个忙等阶段，大概的代码归纳为：

while (lock != 1) {
    __asm__ __volatile__("rep;nop": : :"memory");
}

查了一些资料也不太清楚rep;nop的作用，我想问的是，如果这里就是简单的写一个死循环会怎样，即：
while (lock != 1);

请大牛指点！谢谢

liuiang

:::memory是编译器复位寄存器分配。volatile只是针对其所修饰的变量。没搞过编译器，不过听上去倒像是:::memory的力度更强。

leslielg

另外还有一个细节，:::memory我所知道的是让寄存器里缓存的变量都失效，而完全不会影响到cpu cache。楼上有人提到这条语句对cpu cache的影响，不知从何而来？？影响是什么？所有的cache line全部失效？？麻烦能否提供以下出处。

据我所知，cpu cache要失效软件只有通过对协处理器的操作指令才可以做到。所以我看到bensenq提到cache一致性觉得完全是不沾边的。

leslielg

不知可否做这样一个归纳：

1. 理论上讲所有并发访问的全局变量都需要加volatile
2. 但是对频繁访问的全局变量用volatile会较大的影响性能
3. 所以可以对并发全局变量不加volatile，而在代码有并发访问的地方，用:::memory这样的汇编来起到一样的效果

这里的语句就是这样一个例子

leslielg

回复 26# liuiang


    我明白你明白了。

leslielg

回复 24# allen303allen


    我说的是volatile，不是这里的这句__volatile__，我提volatile是用来跟bensenq类比为何这里要加上:::memory的，因为这里的lock不是volatile的变量（它不能被加上volatile，大部分时间里会影响性能），所以它会被优化为从寄存器取值，所以这里需要这样一句汇编用:::memory来达到volatile的效果。这是编译器对非volatile变量的优化，而内核必须用-O2来编译，所以这里肯定会优化，编译器对变量的优化就是从寄存器取值而不从内存取值，至于这里的死循环是进一步逻辑优化的结果。而bensenq 否认了编译器会对变量优化为从寄存器取值，所以我才提到了volatile，但是恰好这里又有个__volatile__，所以我看大家理解上可能有误差了？

性能优化我确实不清楚，但我觉得应该跟体系架构有关，也是gcc针对不同体系架构做出的编译结果，因为并不是所有cpu在nop时都有这样的节能指令，所以这里不一定是写这个代码的人的意图？仅是猜测。

所以我仍然认为这句话最主要的作用是在用:::memory来防止因为编译器优化而产生的逻辑错误的。

daniel_11

回复 24# allen303allen
讲的非常清楚，学习了。这里显然不是一个violate变量问题。


   

cengku

黄总的分析很清晰，说到了问题的本质，学习了！

allen303allen 发表于 2012-12-17 20:53
我想大家对volatile的理解并不像你想象的那样，大家应该都理解volatile的含义和作用，您再看看是不是自 ...

cengku

volatile的理解大家应该都是一致的，volatile跟性能没有半分钱的关系。
回复 23# leslielg


   

dingyujie

是的回复 27# onlyxuyang