Linux2.6 kernel中的spinlock

mingyanguo

最近看了一点MP上的lock，发现一个问题，大家讨论一下吧。
一般在IA32的spinlock的实现中几乎都有“pause”这条指令，为的是减少MP之间为了维持cache的一致性而进行的大量通讯，这也是Intel手册上建议的。在FreeBSD与OpenSolaris上也确实是这样作了，但是，奇怪的是Linux2.6的内核中并没有这么作，而是用"rep;nop"来代替的，看代码

1. 
   
2.          "\n1:\t" \
   
3.          "lock ; decb %0\n\t" \
   
4.          "jns 4f\n\t" \
   
5.          "2:\t" \
   
6.          "testl $0x200, %1\n\t" \
   
7.          "jz 3f\n\t" \
   
8.          "sti\n\t" \
   
9.          "3:\t" \
   
10. XXXX"rep;nop\n\t" \XXXXXXXXX
    
11.          "cmpb $0, %0\n\t" \
    
12.          "jle 3b\n\t" \
    
13.          "cli\n\t" \
    
14.          "jmp 1b\n" \
    
15.          "4:\n\t"
    

复制代码

并且，rep;nop好像还是P4的指令，而pause是都可以用的。
google了一下，没发现解释，倒是很多说为什么rep;nop的，但是没解释为什么不是pause。
大家讨论一下吧。

albcamus

看了指令手册，似乎pause是为了防止内存乱序的。rep；nop是IA32都支持的，至于为何没有pause则不清楚

mingyanguo

原帖由 albcamus 于 2006-1-2 19:30 发表
看了指令手册，似乎pause是为了防止内存乱序的。rep；nop是IA32都支持的，至于为何没有pause则不清楚

pause好像是让CPU不必因为担心乱序而影响效率，我刚才的理解确实有问题。不过pause也是backward compatible，只不过非P4上按照nop处理。
那个memory order violation的解释没看懂，不过确实是推荐在
spin-wait loop中使用的。而且，solaris与FreeBSD也这样用。
似乎，应该到mailinglist上问问。

hades555

如果我没记错的话. Linux2.6内核的自旋锁 是不加如等待队列的.
只是自己空循环.然后等待锁的释放.所以不pause

mingyanguo

原帖由 hades555 于 2006-1-3 11:21 发表
如果我没记错的话. Linux2.6内核的自旋锁 是不加如等待队列的.
只是自己空循环.然后等待锁的释放.所以不pause

我想你可能没看明白我的意思，pause只是一条指令，而不是等待队列之类的东西。
所谓自旋，自然是忙等，而不是睡眠等待。我说的是为什么不用intel推荐的pause而用rep;nop。

mq110

记得 ULK2 好像是这样说的 pause 指令 其实就是rep;nop
我回去再翻书看看.

tedyt

　　* rep;nop
这是一条很有趣的指令，咋一看，这只是一条空指令，但实际上这条指令可以降低CPU的运行
　　　　频率，减低电的消耗量，但最重要的是，提高了整体的效率。因为这段指令执行太快的话，会生成
　　　　很多读取内存变量的指令，另外的一个CPU可能也要写这个内存变量，现在的CPU经常需要重新
　　　　排序指令来提高效率，如果读指令太多的话，为了保证指令之间的依赖性，CPU会以牺牲流水线
　　　　执行（pipeline）所带来的好处。从pentium 4以后，intel引进了一条pause指令，专门
　　　　用于spin lock这种情况，据intel的文档说，加上pause可以提高25倍的效率！

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