c - 使用 Linux 内核中的循环缓冲区宏

Question

我有一个关于在 Linux 内核中使用循环缓冲区宏的问题。

我正在尝试使用 include/linux/circ_buf.h 中的循环缓冲区宏。

ACCESS_ONCE() 宏用于确保编译器从内存中读取值，而不是尝试优化访问。

在循环缓冲区的文档中，给出了以下代码作为生产者的示例:

        spin_lock(&producer_lock);

        unsigned long head = buffer->head;
        /* The spin_unlock() and next spin_lock() provide needed ordering. */
        unsigned long tail = ACCESS_ONCE(buffer->tail);

        if (CIRC_SPACE(head, tail, buffer->size) >= 1) {
            /* insert one item into the buffer */
            struct item *item = buffer[head];

            produce_item(item);

            smp_store_release(buffer->head,
                      (head + 1) & (buffer->size - 1));

            /* wake_up() will make sure that the head is committed before
             * waking anyone up */
            wake_up(consumer);
        }

        spin_unlock(&producer_lock);

我有 3 个问题:

1. 我不确定的是，在读取 buffer->tail 的值时是否需要使用 ACCESS_ONCE，因为在我的函数中我只需要读取 buffer->tail 一次。我在函数开始时读取该值，然后在整个函数中使用该值。我假设编写此示例代码的想法是它在循环中运行，并且必须在每次迭代中从内存中读取新的尾部值。

2. 我认为如果你有一个生产者和一个消费者，你就不需要使用自旋锁。这里为什么使用自旋锁？

3. 这里还有这样的评论:

   /*wake_up()将确保头部在之前被提交 * 叫醒任何人 */

   如果我在代码中不使用wake_up，是否需要使用内存屏障？smp_store_release()不是已经发出了内存屏障吗？

Answer 1

1. 如果没有ACCESS_ONCE，编译器将可以优化代码，以便多次读取变量。

2. 当生产者和消费者可以并发运行以及共享变量必须以原子方式更新时，您需要自旋锁。

3. 无论使用什么机制来唤醒消费者，都必须确保之前的写入和唤醒是有序的。