在没有锁的情况下检查 list_empty

Question

我想知道 linux 内核链表的线程安全性。假设一个线程将项目添加到列表，而另一个线程读取列表。当然，在修改列表时我需要锁定/互斥锁。但是使用 list_empty 检查列表是否为空是否已经需要锁？

查看list_empty的来源:

static inline int list_empty(const struct list_head *head)
{
    return READ_ONCE(head->next) == head;
}

我们看到它使用了 READ_ONCE。据我所知，这会阻止某些编译器优化，并且对于正确对齐/大小的变量也是原子的。因为没有内存屏障，所以我无法对其他内存访问进行任何排序，但在其他线程添加项目后，列表最终会变得不为空。所以我相信锁对于 list_empty 来说并不是绝对必要的。

我问是因为我想使用 list_empty 作为 wait_event_interruptible 的条件。

Answer 1

让我们使用一些伪汇编器。

为了读取head->next，它需要读取head。

mov ax, head                 (1)

然后它获取 next 的偏移量并得到 next:

mov cx, [ax+offset(next)]    (2)

现在它将它与 head 进行比较:

cmp ax,cx                    (3)

如果我们假设 head 不会改变并且不为空(例如全局变量)，那么步骤 (2) 是原子的并且不需要锁。但是，如果 head 可以 更改，则第 2 步可能会获取错误数据，因为 ax 可能不再有效，例如因为调度程序暂停了步骤1之后的任务，这三个步骤必须在锁定状态下执行。