在 XV6 中双重获得自旋锁答案

【问题标题】：Double Acquire a Spinlock in XV6在 XV6 中双重获得自旋锁
【发布时间】：2021-08-25 16:11:05
【问题描述】：

我们知道，xv6 不允许两次获取自旋锁（即使是进程本身）。

我正在尝试添加此功能，它允许进程多次获取锁。为了实现这一点，我在struct spinlock 中添加了一个名为lock_holder_pid 的属性，该属性应该保存已获得此锁的进程的pid。

我唯一更改的文件是spinlock.c

这是我的新 acquire() 函数：

// Acquire the lock.
// Loops (spins) until the lock is acquired.
// Holding a lock for a long time may cause
// other CPUs to waste time spinning to acquire it.
void
acquire(struct spinlock *lk)
{
  pushcli(); // disable interrupts to avoid deadlock.

  
  uint cur_proc_pid = myproc()->pid; //Added by me
  
  
  if (holding(lk) && lk->lock_holder_pid == cur_proc_pid) //Added by me
  {
      popcli();
      return;
  }

  if(holding(lk) && lk->lock_holder_pid != cur_proc_pid) //Added by me
    panic("acquire");
  

  /* Commented by me
  if(holding(lk)) 
    panic("acquire");
  */


  // The xchg is atomic.
  while(xchg(&lk->locked, 1) != 0)
    ;

  
  lk-> lock_holder_pid = cur_proc_pid; //Added by me
  

  // Tell the C compiler and the processor to not move loads or stores
  // past this point, to ensure that the critical section's memory
  // references happen after the lock is acquired.
  __sync_synchronize();

  // Record info about lock acquisition for debugging.
  lk->cpu = mycpu();
  getcallerpcs(&lk, lk->pcs);
}

我还将initlock() 函数更改为：

void
initlock(struct spinlock *lk, char *name)
{
  lk->name = name;
  lk->locked = 0;
  lk->cpu = 0;
  lk->lock_holder_pid = -1; //Added by me
}

我最后修改的函数是：

void
release(struct spinlock *lk)
{
  if(!holding(lk))
    panic("release");

  lk->pcs[0] = 0;
  lk->cpu = 0;
  lk->lock_holder_pid = -1; //Added by me



...

问题是xv6终端在启动时卡住了以下消息：

Booting from Hard Disk...

据我了解，导致问题的行是：

uint cur_proc_pid = myproc()->pid;

当我评论这一行并且只将 lock_holder_pid 设置为一个常数时，它会成功启动。

谁能帮我解决这个问题？

代码中标有“我添加”的部分是我添加的部分。

【问题讨论】：

请注意测试持有人和设置持有人之间的竞争。
@stark 您能否提供更详细的解释？好吧，我不能在这个获取函数中获取另一个锁。我应该实现某种信号量来避免这种竞争条件吗？
也许允许 CPU 以递归方式获取锁比允许进程以递归方式获取锁更有意义。此外，它需要被引用计数，需要与锁一样多的解锁。
@IanAbbott 如何让 CPU 这样做？我应该更改内核的其他文件吗？如果您能提供有关引用计数的更详细说明，我将不胜感激。

标签： c linux operating-system xv6

【解决方案1】：

这仅仅是因为您试图访问空结构 (myproc()->pid) 的字段。

您可能知道，myproc() 返回一个在当前处理器上运行的进程。如果您查看main.c，您可能会注意到引导处理器开始在那里运行。因此，如果我们能在设置第一个进程之前找到一个调用acquire()函数的函数，问题就迎刃而解了。

如果你仔细观察kinit1函数，你会发现acquire函数在其中被调用。因此，我们发现了一个使用acquire 函数的函数，甚至在初始化ptable 结构之前。因此，当您尝试访问myproc() 值时，它还没有被初始化。

【讨论】：