Linux内核同步机制之(二):Per-CPU变量

一、源由:为何引入Per-CPU变量?

1、lock bus带来的性能问题

在ARM平台上,ARMv6之前,SWP和SWPB指令被用来支持对shared memory的访问:

SWP <Rt>, <Rt2>, [<Rn>]

Rn中保存了SWP指令要操作的内存地址,通过该指令可以将Rn指定的内存数据加载到Rt寄存器,同时将Rt2寄存器中的数值保存到Rn指定的内存中去。

我们在原子操作那篇文档中描述的read-modify-write的问题本质上是一个保持对内存read和write访问的原子性的问题。也就是说对内存的读和写的访问不能被打断。对该问题的解决可以通过硬件、软件或者软硬件结合的方法来进行。早期的ARM CPU给出的方案就是依赖硬件:SWP这个汇编指令执行了一次读内存操作、一次写内存操作,但是从程序员的角度看,SWP这条指令就是原子的,读写之间不会被任何的异步事件打断。具体底层的硬件是如何做的呢?这时候,硬件会提供一个lock signal,在进行memory操作的时候设定lock信号,告诉总线这是一个不可被中断的内存访问,直到完成了SWP需要进行的两次内存访问之后再clear lock信号。

lock memory bus对多核系统的性能造成严重的影响(系统中其他的processor对那条被lock的memory bus的访问就被hold住了),如何解决这个问题?最好的锁机制就是不使用锁,因此解决这个问题可以使用釜底抽薪的方法,那就是不在系统中的多个processor之间共享数据,给

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