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这是一个场景。假设内核任务在禁用抢占的单处理器系统上运行。该任务获得自旋锁。现在它正在执行它的关键部分。这个时候，如果这个任务可用的时间片过期了，又要被调度出去怎么办？

  1. 是否spin_lock有防止这种情况发生的机制？
  2. 可以排期吗？如果是，那么临界区会发生什么？
  3. 它可以被 IRQ 中断吗？（假设禁用抢占）
  4. 这种情况可行吗？换句话说，这种情况会发生吗？

从内核代码中，我了解到 spin_lock 基本上是nop在禁用抢占的单处理器上。准确地说，它所做的只是barrier() 我理解它为什么是一个nop（因为它是一个单处理器，并且在那一刻没有其他任务可以处理数据）但我仍然不明白它是如何不间断的（由于 IRQ 或调度）。我在这里想念什么？指向表明这一点的 Linux 内核代码的指针可能真的很有帮助。

我的基本假设：

32 位 Linux 内核

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实际上通过在尝试获取锁之前spin_lock()调用来禁用抢占，因此场景#1、#2、#3 永远不会发生。preempt_disable()从最近的源代码来看，spin_lock()最终调用__raw_spin_lock()，它在调用preempt_disable()之前调用spin_acquire()以获取锁。spin_lock_irqsave()中断上下文中常用的有类似的上下文。

关于#3，如果变量在进程/中断上下文之间共享，则应始终使用spin_lock_irq()/spin_lock_irqsave()而不是spin_lock()避免死锁情况。

于 2019-01-25T05:24:40.747 回答
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处理时间片到期的机制是定时器中断。中断将为进程设置 TIF_NEEDS_RESCHED 标志。当从定时器的中断上下文返回到临界区时，将检查是否由于 TIF_NEEDS_RESCHED 标志而抢占进程。由于禁用了抢占，所以什么都不会发生，它将返回到您的关键部分。

当您的临界区结束时，锁的释放将调用 preempt_enable() 以重新启用抢占。在那一刻，对是否抢占进行另一次检查。由于设置了 TIF_NEEDS_RESCHED 标志并且现在启用了抢占，因此该进程将被抢占。

  1. 自旋锁禁用抢占。
  2. 不，因为抢占已禁用。
  3. 是的。有一些自旋锁版本可以禁用 IRQ 来防止这种情况。
  4. 否，因为自旋锁禁用抢占。

无论如何，自旋锁在单元处理器系统上都不存在，因为它们没有意义。如果一个不拥有锁的线程试图获取它，这意味着拥有它的线程当前处于休眠状态（只有一个 cpu）。所以没有理由旋转等待睡着的东西。出于这个原因，在这些情况下，自旋锁被优化为只是抢占禁用，因此没有其他线程可以触及临界区。

于 2020-09-17T15:19:06.103 回答