當內核模塊在不禁用中斷的情況下持有 spin_lock 時，從用戶空間發出 IOCTL 時是否會發生上下文切換？

Question

我在內核模塊中有一個關鍵部分，它受spin_lock()保護。 我已經使用spin_lock()在不禁用 irq 或 softirqs 的情況下獲取鎖。 正如我們所知，IOCTL 是通過軟件中斷 128 (0x80) 進入內核的系統調用。 因此，如果在獲取spin_lock()的臨界區中間時從用戶空間發出 IOCTL，是否會發生上下文切換？ 如果在 IOCTL 的后端也使用相同的spin_lock()會怎樣？ 會導致死鎖嗎？

Answer 1

我已經使用 spin_lock() 在不禁用 irq 或 softirqs 的情況下獲取鎖

IRQ/SoftIRQ 與系統調用無關。 當受保護的數據結構可能在中斷上下文中使用時，需要禁用 IRQ 或 softIRQ 。 順便說一句，有一個特殊的spin_lock -API，如spin_lock_bh()/spin_unlock_bh() 、 spin_lock_irq() / spin_unlock_irq()等。您應該閱讀本指南。

會發生上下文切換嗎？

我沒有看到任何阻止它的東西（如果你的意思是系統調用上下文切換）。 當系統調用發生時，它在用戶上下文（進程上下文 - 例如引發系統調用的進程上下文）中進入內核模式（上下文切換），而不是中斷或軟中斷上下文。 因此，如果您的數據結構只能從用戶上下文中訪問 - 您應該為用戶上下文使用常規鎖定 API。
至於在持有自旋鎖時內核模式下的上下文切換 - 它不會發生，因為自旋鎖本身禁用了搶占：

static inline void __raw_spin_lock(raw_spinlock_t *lock)
{
    preempt_disable();
    spin_acquire(&lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_);
    LOCK_CONTENDED(lock, do_raw_spin_trylock, do_raw_spin_lock);
}

那么只有更高優先級的代碼可以搶占（IRQ、softIRQ），但是如果“更高優先級的代碼”不會嘗試獲取您持有的鎖，則無需擔心（從死鎖的角度來看）。

如果在 IOCTL 的后端也使用相同的 spin_lock() 會怎樣？

在您釋放鎖之前，它肯定會“旋轉”。

會導致死鎖嗎？

取決於您將如何使用它。

PS互斥體有什么問題？

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另請閱讀：

• 自旋鎖
• 互斥體
• 中斷請求
• 上下文切換內部
• Linux 上 32 位代碼中的“int 0x80”或“syscall”哪個更好？