Question

有一篇文章：http://lwn.net/Articles/378262/描述了Linux内核循环缓冲区的实现。我有一些问题：

这是“制片人”：

spin_lock(&producer_lock);

unsigned long head = buffer->head;
unsigned long tail = ACCESS_ONCE(buffer->tail);

if (CIRC_SPACE(head, tail, buffer->size) >= 1) {
    /* insert one item into the buffer */
    struct item *item = buffer[head];

    produce_item(item);

    smp_wmb(); /* commit the item before incrementing the head */

    buffer->head = (head + 1) & (buffer->size - 1);

    /* wake_up() will make sure that the head is committed before
     * waking anyone up */
    wake_up(consumer);
}

spin_unlock(&producer_lock);

问题：

由于此代码显式处理内存排序和原子性，spin_lock（）的重点是什么？
到目前为止，我的理解是ACCESS_ONCE停止编译器重新排序，是吗？
produce_item（item）是否只发出与该项关联的所有写入内容？
我相信smp_wmb（）可以保证produce_item（item）中的所有写入在其后的“发布”写入之前完成。真？
我获得此代码的页面上的评论似乎暗示smp_wmb（）会通常在更新头索引后需要，但wake_up（消费者）会这样做，因此没有必要。真的吗？如果是这样的原因？

这是“消费者”：

spin_lock(&consumer_lock);

unsigned long head = ACCESS_ONCE(buffer->head);
unsigned long tail = buffer->tail;

if (CIRC_CNT(head, tail, buffer->size) >= 1) {
    /* read index before reading contents at that index */
    smp_read_barrier_depends();

    /* extract one item from the buffer */
    struct item *item = buffer[tail];

    consume_item(item);

    smp_mb(); /* finish reading descriptor before incrementing tail */

    buffer->tail = (tail + 1) & (buffer->size - 1);
}

spin_unlock(&consumer_lock);

特定于“消费者”的问题：

smp_read_barrier_depends（）做什么？从论坛中的一些评论来看，你似乎可以在这里发布一个smp_rmb（），但是在某些架构上这是不必要的（x86）而且太贵了，所以创建了smp_read_barrier_depends（）以便可选地执行此操作......那就是说，我不太明白为什么smp_rmb（）是必要的！
smp_mb（）是否保证在写完之前完成所有读取之后呢？

Answer 1

对于制作人：

此处的spin_lock()是为了防止两个生产者同时尝试修改队列。
ACCESS_ONCE确实阻止了重新排序，它还阻止编译器稍后重新加载该值。（an article about ACCESS_ONCE on LWN进一步扩展了这一点）
正确。
也正确。
在唤醒消费者之前需要（隐含）写入障碍，否则消费者可能看不到更新的head值。

消费者：

smp_read_barrier_depends()是一个数据依赖障碍，它是一种较弱的读屏障形式（参见2）。这种情况下的效果是确保在buffer->tail中将buffer[tail]用作数组索引之前读取smp_mb()。
{{1}}这里是一个完整的内存屏障，确保在这一点上提交所有读写操作。

其他参考资料：

Linux kernel documentation on memory barriers

（注意：我不完全确定我在制作人中的5和消费者的答案，但我相信他们是事实的近似。我强烈建议阅读有关记忆障碍的文档页面，因为它比我在这里写的任何内容都更全面。）

了解Linux内核循环缓冲区

1 个答案: