커널 동기화

스핀락

스핀락 특징

preempt_enable() 함수와 preempt_disable() 함수가 존재해 스핀락 획득시 선점을 할 수 없다.

CPU 아키텍처별로 스핀락의 구현부가 다르다.

 

임계영역에서 인터럽트를 허용한다면

spin_lock() 함수와 spin_unlock() 함수를 사용한다.

임계영역에서 인터럽트를 허용하고 싶지 않다면

spin_lock_irq() 함수와 spin_unlock_irq() 함수를 사용한다.

임계영역에서 인터럽트 상태를 확인하기 하고 싶다면

spin_lock_irqsave() 함수와 spin_unlock_restore() 함수를 사용한다.

 

 

 

spin_lock_irq() 함수와 spin_unlock_irq() 함수를 사용하는 경우(임계영역에서 인터럽트를 허용하고 싶지 않을 경우)

• 정확한 순서로 데이터 시트에 언급된 순서로 특정 메모리 구간에 어떤 값을 써야 할 경우
• 각 디바이스 드라이버가 Suspend/Resume과 같은 슬립에 진입하거나 깨어나는 동작일 경우
• 코드의 실행 순서를 반드시 지켜야 하는 코드인 경우

spin_lock_irqsave() 함수와 spin_unlock_restore() 함수를 사용 하는 경우

• spin_lock_irq() 함수를 호출한 후 인터럽트를 비활성화하다 보니 현재 인터럽트 상태를 확인하기 어려운 경우
• 함수 호출 깊이가 깊어지면서 인터럽트의 상태를 확인하기 어려운 경우

 

 

뮤텍스

 

스핀락 사용 예제

 

스핀락을 획득할때는

spin_lock() 함수

스핀락을 해제할때는

spin_unlock() 함수를 사용한다.

 

이 함수는 선언부는 static __always_inline void spin_lock(spinlock_t *lock);

__always_inline 매크로로 선언했으니 커널 함수 내에서 자주 호출되는 함수임을 알 수 있다.

 

 

임계 영역에 한개의 프로세스만 접근하려면 임계 영역의 코드 구간을 보호해야한다. 이 코드 구간을 spin_lock() 함수와 spin_unlock() 함수로 감싸는 것이다.

 

함수안에서 새로운 변수를 선언을 한다면 그 변수는 프로세스별 스택 공간에 저장이되기 때문에 동기화 할 필요가 없다.

 

하지만 프로세스들이 공용으로 사용하는 전역변수는 동기화 처리를 해줘야한다.

 

스핀락 처리 흐름

 

스핀락 획득 시도

1.spin_lock()에서는 spin_lock() 함수의 매개변수인 스핀락 인스턴스의 값을 spin_lock() 함수에서 생성되는 지역변수에 값을 복사한다.

 

2. 스핀락 인스턴스의 next값을 1증가시킨다.

 

3. 스핀락 인스턴스의 owner값과 스핀락 지역변수의 next값을 비교하여 같으면 스핀락을 획득한다.

 

2.