10-顺序锁

7.4.3 顺序锁

顺序锁（seqlock）是对读写锁的一种优化，若使用顺序锁，读执行单元绝不会被写执行单元阻塞，也就是说，读执行单元在写执行单元对被顺序锁保护的共享资源进行写操作时仍然可以继续读，而不必等待写执行单元完成写操作，写执行单元也不需要等待所有读执行单元完成读操作才去进行写操作。

但是，写执行单元与写执行单元之间仍然是互斥的，即如果有写执行单元在进行写操作，其他写执行单元必须自旋在那里，直到写执行单元释放了顺序锁。如果读执行单元在读操作期间，写执行单元已经发生了写操作，那么，读执行单元必须重新读取数据，以便确保得到的数据是完整的。这种锁对于读写同时进行的概率比较小的情况，性能是非常好的，而且它允许读写同时进行，因而更大地提高了并发性。

顺序锁有一个限制，它必须要求被保护的共享资源不含有指针，因为写执行单元可能使得指针失效，但读执行单元如果正要访问该指针，将导致oops。

在Linux内核中，写执行单元涉及的顺序锁操作如下。

1．获得顺序锁

void write_seqlock(seqlock_t *sl);

int write_tryseqlock(seqlock_t *sl);

write_seqlock_irqsave(lock, flags)

write_seqlock_irq(lock)

write_seqlock_bh(lock)

其中：

write_seqlock_irqsave() = loal_irq_save() + write_seqlock()

write_seqlock_irq() = local_irq_disable() + write_seqlock()

write_seqlock_bh() = local_bh_disable() + write_seqlock()

2．释放顺序锁

void write_sequnlock(seqlock_t *sl);

write_sequnlock_irqrestore(lock, flags)

write_sequnlock_irq(lock)

write_sequnlock_bh(lock)

其中：

write_sequnlock_irqrestore() = write_sequnlock() + local_irq_restore()

write_sequnlock_irq() = write_sequnlock() + local_irq_enable()

write_sequnlock_bh() = write_sequnlock() + local_bh_enable()

写执行单元使用顺序锁的模式如下：

write_seqlock(&seqlock_a);

.../ 写操作代码块 /

write_sequnlock(&seqlock_a);

因此，对写执行单元而言，它的使用与spinlock相同。

读执行单元涉及的顺序锁操作如下。

1．读开始

unsigned read_seqbegin(const seqlock_t *sl);

read_seqbegin_irqsave(lock, flags)

读执行单元在对被顺序锁s1保护的共享资源进行访问前需要调用该函数，该函数仅返回顺序锁s1的当前顺序号。其中：

read_seqbegin_irqsave() = local_irq_save() + read_seqbegin()

2．重读

int read_seqretry(const seqlock_t *sl, unsigned iv);

read_seqretry_irqrestore(lock, iv, flags)

读执行单元在访问完被顺序锁s1保护的共享资源后需要调用该函数来检查，在读访问期间是否有写操作。如果有写操作，读执行单元就需要重新进行读操作。其中：

read_seqretry_irqrestore() = read_seqretry() + local_irq_restore()

读执行单元使用顺序锁的模式如下：

do {

seqnum = read_seqbegin(&seqlock_a);

/ 读操作代码块 /

...

} while (read_seqretry(&seqlock_a, seqnum));