内核同步

cjdao

请教各位几个问题：
自旋锁的实现会去禁止本地cpu内核抢占；之所以要这么做我的理解是为了防止这样的情况：假设CPU1上的线程1持有自旋锁L后进入临界区A，然后发生内核抢占，本地CPU1上切换到线程2执行，而此时若线程2也试图持有自旋锁L进入临界区A，就会发生死锁的情况。

上面的理解有问题吗？在SMP系统上，线程1是否有可能会被其他的CPU执行？如果有可能，是否在SMP系统是实现自旋锁时可以不用禁止本地cpu内核抢占？
另外，禁止内核抢占后当前执行线程会一直执行直到自动放弃CPU而不理会其时间片是否耗尽么？

请各位前辈指点迷津......

MagicBoy2010

spin_lock最初是为SMP设计的，但是后来内核试图统一UP与SMP的代码，因为UP中的抢占性其实等同多进程的并发，因此加了disable_preempt。你的理解没有问题。在SMP系统上，一个进程在同一时间只可能在一个CPU上运行，虽然有进程迁移的存在，那也只是意味着一个进程前半段可能在cpu0上运行，后半段可能会在cpu1上运行。所以线程1完全有可能在其他CPU上运行，如果没有内核抢占，无论是UP和SMP都无需disable_preempt。现在的进程调度已经没有时间片这一说法，它的CFS的策略出发点来自进程在运行队列中等待的时间。

cjdao

回复 2# MagicBoy2010
感谢老兄的解答，总结起来可不可以这么理解：一个持有自旋锁的执行路径在释放该锁之前必须一直占有着CPU！所有一切有可能使其失去CPU的源头都必须杜绝：如sleep自动放弃CPU，如内核抢占，如在中断上下文中需关闭本地CPU中断。

   

linuxfellow

哪里能找到比较权威的内核同步总结？

fei1700

MagicBoy2010 发表于 2012-05-11 09:40
spin_lock最初是为SMP设计的，但是后来内核试图统一UP与SMP的代码，因为UP中的抢占性其实等同多进程的并发， ...

hi，我想知道，如果一个CPU一般会占用一个线程运行的这么长时间，那么双CPU为什么比单CPU要快呢，另一个CPU又无法取代码执行。

谢谢，我有在CPU与编译器里问过”双核CPU是怎么工作的“问题，没有得到答案
http://bbs.chinaunix.net/thread-3735743-1-1.html

MagicBoy2010

cjdao 发表于 2012-05-12 11:29
回复 2# MagicBoy2010
感谢老兄的解答，总结起来可不可以这么理解：一个持有自旋锁的执行路径在释放该锁之 ...

可以这样理解

MagicBoy2010

hi，我想知道，如果一个CPU一般会占用一个线程运行的这么长时间，那么双CPU为什么比单CPU要快呢，另一个CPU又无法取代码执行。

谢谢，我有在CPU与编译器里问过”双核CPU是怎么工作的“问题，没有得到答案
http://bbs.chinaunix.net/thread-3735743-1-1.html
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双CPU比单CPU要快很好理解，因为可以同时运行两个任务，而两个任务间有共享或者同步的概率并不大。每个CPU都有自己的调度队列，作为应用程序员，只需要关注API层面的东西就可以了

fei1700

回复 7# MagicBoy2010


    谢谢回复。嗯，这就是我不明白的了，一个时间里不是只有一个CPU可以取指译码执行吗，对上上层可以认为2个线程在同时运行，实际上也只有调度后才能切换到另一个线程，也就是调度才能切换CPU，一次调度间的时间也挺久了，另一个CPU又不能抢占总线，也就是闲置了。我就是对这个比较纠结没弄明白。
我们的CPU目前是公用cache，除非是CPU0在cache A处执行一段代码，CPU1在cache B处执行一段代码，有什么中英文文档有描述多核CPU工作原理的吗？谢谢

灌水菜鸟

fei1700 发表于 2012-05-14 14:36
回复 7# MagicBoy2010

不明白你的问题，你就先把SMP想象成两个CPU宏观上同时干活，然后基于这个基础上提出你的问题，你认为会有哪些限制影响他们的并行效率，会有那些风险导致运行逻辑出错？然后大家帮忙一起学习。

fei1700

灌水菜鸟 发表于 2012-05-14 14:42
不明白你的问题，你就先把SMP想象成两个CPU宏观上同时干活，然后基于这个基础上提出你的问题，你认为会 ...

2个CPU微观上同时干活，受到总线就1条，icache dcache就1个的影响，这样也不能同时微观工作，2个逻辑运算即使能同时工作，还是要抢占cache上的资源。
既然2个CPU不能同时干活，假设禁止CPU抢占，是不是只有主动调用schedule时才能切换CPU，这样CPU0在时间0-2ms执行线程1，再到CPU1时间2-4ms执行线程2，那么这样2个CPU和1个CPU有什么差别？既然这样，为什么SMP比单CPU要有风险，一定要用spin_lock来保护代码，避免多CPU切进来。
我自己只是觉得中断来了可能有问题，但是这跟SMP就没关系了。
我这样算是完全不了解SMP了，因为不了解微观，不了解具体情况，怎么来分析宏观上的问题？

我猜这么回答你是不是就明白我在问什么？