分析Linux中Spinlock在ARM及X86平台上的实现

　　本文主要以2.6.22.6内核分析Linux中spinlock在ARM及X86平台上的实现（不同版本的内核实现形式会有一些差异，但原理大致相同）。此处默认大家已经熟悉了spinlock的使用，重点解释容易引起迷惑的体系结构相关的实现部分。

　　一、spin_lock(lock)的实现

　　/***include/linux/spinlock.h中***/

　　#if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_DEBUG_SPINLOCK)

　　//如果配置了SMP或配置自旋锁调试功能

　　# include linux/spinlock_api_smp.h>

　　#else //如果是单处理器且不配置自旋锁调试功能

　　# include linux/spinlock_api_up.h>

　　#endif

　　……

　　#define spin_lock(lock) _spin_lock(lock)

　　1、如果是单处理器

　　/****include/linux/spinlock_api_up.h****/

　　#define _spin_lock(lock) __LOCK(lock)

　　#define __LOCK(lock)

　　do { preempt_disable(); __acquire(lock); (void)(lock); } while (0)

　　（1）preempt_disable()：禁止抢占

　　（2）__acquire(lock)：在include/linux/compiler.h中有定义

　　#ifdef __CHECKER__

　　……

　　# define __acquire(x) __context__(x,1)

　　# define __release(x) __context__(x,-1)

　　#else

　　……

　　# define __acquires(x)

　　# define __releases(x)

　　这是一对用于sparse对代码检测的相互关联的函数定义，第一句表示要增加变量x的计数，增加量为1，第二句则正好相反，这个是用来函数编译的过程中。如果在代码中出现了不平衡的状况，那么在Sparse的检测中就会报警。如果要使用Sparse检测功能就需要安装sparse工具（参考相关安装方法），然后编译内核

　　#make zImage C=1 (C=1，只检测新编译的文件，C=2是查所有文件)

　　Sparse会定义__CHECKER__，如果你没有使用sparse工具，__acquire(lock)则定义为空

　　（3）(void)(lock)：通过插入一个变量本身的求值表达式，使编译器不再报警，如：“variable 'lock' is defined but never used”。这种求值不会影响运行时的速度。

　　2、如果配置了SMP

　　/****include/linux/spinlock_api_smp.h中****/

　　void __lockfunc _spin_lock(spinlock_t *lock) __acquires(lock);

　　/***kernel/spinlock.c***/

　　void __lockfunc _spin_lock(spinlock_t *lock)

　　{

　　preempt_disable();

　　//关闭抢占

　　spin_acquire(lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_);

　　//自旋锁调试用，在没有定义自旋锁调试的时候是空函数

　　_raw_spin_lock(lock);

　　}

　　/***include/linux/spinlock.h***/

　　#ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK

　　extern void _raw_spin_lock(spinlock_t *lock);//在lib/spinlock_debug.c中实现

　　#else //smp情况

　　# define _raw_spin_lock(lock) __raw_spin_lock((lock)->raw_lock)

　　3、__raw_spin_lock在ARM处理器上的实现

　　/******include/asm-arm/spinlock_types.h***/

　　typedef struct {

　　volatile unsigned int lock;

　　} raw_spinlock_t;

　　#define __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED { 0 }

　　/******include/asm-arm/spinlock.h***/

　　#if __LINUX_ARM_ARCH__ 6

　　#error SMP not supported on pre-ARMv6 CPUs //ARMv6后，才有多核ARM处理器

　　#endif

　　……