为什么 kfifo 在 4.9.37 版本的内核中即使使用 spin_lock_irqsave 也需要 smp_wmb

Question

kernel lib/kfifo.c中有两段代码如下：

#define kfifo_in_spinlocked(fifo, buf, n, lock) \
({ \
    unsigned long __flags; \
    unsigned int __ret; \
    spin_lock_irqsave(lock, __flags); \
    __ret = kfifo_in(fifo, buf, n); \
    spin_unlock_irqrestore(lock, __flags); \
    __ret; \
})

static void kfifo_copy_in(struct __kfifo *fifo, const void *src,
    unsigned int len, unsigned int off) {
    unsigned int size = fifo->mask + 1;
    unsigned int esize = fifo->esize;
    unsigned int l;

    off &= fifo->mask;
    if (esize != 1) {
        off *= esize;
        size *= esize;
        len *= esize;
    }
    l = min(len, size - off);

    memcpy(fifo->data + off, src, l);
    memcpy(fifo->data, src + l, len - l);
    /*
     * make sure that the data in the fifo is up to date before
     * incrementing the fifo->in index counter
     */
    smp_wmb();
}

kfifo_in

中的函数

kfifo_in_spinlocked

最终会调用

kfifo_copy_in

函数，我的问题是为什么即使有了

spin_lock_irqsave

，还需要

smp_wmb

？ cpu获得自旋锁会使其他cpu停顿，因此它可以独占修改变量和数据地址，当它解锁时，其他cpu可以获取最新的数据和数据地址吗？为什么需要

smp_wmb

？

Answer 1

实际上，kfifo 在 SPSC 模型中提供了无锁访问（

Single Producer Single Consumer）。内存屏障适用于来自 reader 和 writer 的并发访问。

如果有多个生产者（编写者），则需要额外的

编写者之间的同步，因此一次只有一个编写者处于活动状态。

函数

kfifo_in_spinlocked

提供了一种在编写器之间进行同步的方法：自旋锁。

实际上，锁定方面在

kfifo.h 标头的最顶部进行了描述：

/*
 * Note about locking: There is no locking required until only one reader
 * and one writer is using the fifo and no kfifo_reset() will be called.
 * kfifo_reset_out() can be safely used, until it will be only called
 * in the reader thread.
 * For multiple writer and one reader there is only a need to lock the writer.
 * And vice versa for only one writer and multiple reader there is only a need
 * to lock the reader.
 */