diff --git a/docs/kernel/locking/index.rst b/docs/kernel/locking/index.rst index 18890f6f..9a8b2d6d 100644 --- a/docs/kernel/locking/index.rst +++ b/docs/kernel/locking/index.rst @@ -8,3 +8,4 @@ :maxdepth: 1 locks + lockref diff --git a/docs/kernel/locking/lockref.md b/docs/kernel/locking/lockref.md new file mode 100644 index 00000000..8aed07bb --- /dev/null +++ b/docs/kernel/locking/lockref.md @@ -0,0 +1,35 @@ +(_lockref)= +# lockref + +  lockref是将自旋锁与引用计数变量融合在连续、对齐的8字节内的一种技术。 + +## lockref结构 + +```c +struct lockref +{ + union + { +#ifdef __LOCKREF_ENABLE_CMPXCHG__ + aligned_u64 lock_count; // 通过该变量的声明，使得整个lockref的地址按照8字节对齐 +#endif + struct + { + spinlock_t lock; + int count; + }; + }; +}; +``` +## 特性描述 +  由于在高负载的情况下，系统会频繁的执行“锁定-改变引用变量-解锁”的操作，这期间很可能出现spinlock和引用计数跨缓存行的情况，这将会大大降低性能。lockref通过强制对齐，尽可能的降低缓存行的占用数量，使得性能得到提升。 + +  并且，在x64体系结构下，还通过cmpxchg()指令，实现了无锁快速路径。不需要对自旋锁加锁即可更改引用计数的值，进一步提升性能。当快速路径不存在（对于未支持的体系结构）或者尝试超时后，将会退化成“锁定-改变引用变量-解锁”的操作。此时由于lockref强制对齐，只涉及到1个缓存行，因此性能比原先的spinlock+ref_count的模式要高。 + +## 关于cmpxchg_loop + +  在改变引用计数时，cmpxchg先确保没有别的线程持有锁，然后改变引用计数，同时通过`lock cmpxchg`指令验证在更改发生时，没有其他线程持有锁，并且当前的目标lockref的值与old变量中存储的一致，从而将新值存储到目标lockref。这种无锁操作能极大的提升性能。如果不符合上述条件，在多次尝试后，将退化成传统的加锁方式来更改引用计数。 + +## 参考资料 + +  [Introducing lockrefs - LWN.net, Jonathan Corbet](https://lwn.net/Articles/565734/) diff --git a/docs/kernel/locking/locks.md b/docs/kernel/locking/locks.md index c386cc51..36c4602d 100644 --- a/docs/kernel/locking/locks.md +++ b/docs/kernel/locking/locks.md @@ -29,6 +29,7 @@ | _irq() | 在加锁时关闭中断/在放锁时开启中断 | | _irqsave()/_irqrestore() | 在加锁时保存中断状态，并关中断/在放锁时恢复中断状态 | +  当您同时需要使用自旋锁以及引用计数时，一个好的方法是：使用`lockref`. 这是一种额外的加速技术，能额外提供“无锁修改引用计数”的功能。详情请见：{ref}`lockref <_lockref>` ## 详细介绍 ### semaphore信号量