Question

我正在为linux内核开发一个补丁。我必须使用几个列表，我必须保护'以防止并发修改多核机器。我正在尝试使用自旋锁来达到这个目标，但是有些东西我无法理解。我必须锁定一个条目 list（我正在使用linux默认的链表实现）和它可能会发生一个进程调用一个系统调用来删除一个元素列表，而因为某些元素被锁定的相同元素实际上正在进行修改。如果我插入一个螺旋锁在列表条目内，如果进程设法删除它会发生什么有人在上面旋转锁定？我应该锁定整个清单吗？我正在寻找一段可以解释如何处理这个问题的代码情况。

例如，此代码不起作用（请参阅最后一行的注释代码）：

   struct lista{
    int c;
    spinlock_t lock;
    struct list_head;
}

spinlock_t list_lock;
struct lista lista;


//INSERT
struct lista* cursor;
struct lista* new = (struct lista*) kmalloc(sizeof(struct lista),GFP_KERNEL);

/*do something*/
spin_lock(&list_lock);     //Lock on the whole list
list_for_each_entry(cursor,&lista.list,list){
    if (cursor->c == something ){
        ...
        spin_unlock(&list_lock)  //unlock
        spin_lock(&cursor->lock) // Lock on list entry
        list_add(&new->list, &lista.list);
        spin_unlock(&cursor->lock)  // unlock of the list entry
        ...
    }
}


//REMOVAL
struct lista* cursor;

spin_lock(&list_lock);  
list_for_each_entry(cursor,&lista.list,list){
    if (cursor->c == something ){
        ...
        spin_unlock(&list_lock)  //unlock
        spin_lock(&cursor->lock) // Lock on list entry
        list_del(&cursor.list,&lista.list);
        spin_unlock(&cursor->lock)  // unlock of the list entry
        kfree(cursor);  //WHEN THE ENTRY IS FREED SOMEONE COULD HAVE TAKEN THE LOCK SINCE IT IS UNLOCKED
        ...
    }
}

你能帮帮我吗？

Answer 1

在您删除该项目之前，请勿释放list_lock。

你最终可能会遇到一个稍微尴尬的程序：

获取列表锁定（这将阻止其他传入的线程）
获取项目锁定，释放项目锁定（这确保所有早期线程都已完成）
删除项目
发布清单锁定。

变体：使用读写器锁进行列表锁定。

寻找修改列表项的线程会使读取器锁定;这允许多个线程并行地在列表上操作。

寻找删除列表项的线程采用编写器锁;这等待所有读者退出并阻止它们直到你释放它们。在这种情况下，您仍然必须保持列表锁定，直到您完成删除项目

通过这种方式，您可以避免上面的第2步。这似乎在概念上更清晰，因为您不需要解释看起来毫无意义的锁定/释放。

Answer 2

你几乎肯定不应该使用自旋锁，除非有来自硬IRQ上下文的并发访问。改用互斥锁。

列表中最简单的选项就是在操作时锁定整个列表。不要担心每个项目的锁定，除非你发现你需要它的列表锁定有足够的争用（在这种情况下，你可能想要看看使用RCU，无论如何）。

Answer 3

您的列表头不需要是struct lista，它应该只是struct list_head。请注意，您继续使用&lista.list，这应该只是list_head名为“列表”或其他内容。例如，请参阅drivers/pci/msi.c中的代码，注意dev->msi_list只是list_head，而不是struct msi_desc。

您无法安全地删除列表锁定，然后获取光标锁定。删除列表锁定之后但在获得光标锁定之前，可能会有其他人进来并释放光标。你可以玩弄锁，但非常容易出错。

对于整个列表，你几乎肯定只需要一个锁，而且没有每个项锁。除非您需要从中断上下文中操作列表，否则列表锁应该是mutex。

Answer 4

如果你不处理设备和/或内核的关键部分，其中必须使用自旋锁（因为它禁用抢占和中断（根据请求）），那么Y 2使用自旋锁，这将不一定关闭你的先发制人中断。在列表中使用信号量或互斥量不是列表项看起来更好的解决方案。

如何在linux内核中的列表条目上使用自旋锁？

4 个答案: