スピンロック

#Fleeting_Notes

スピンロック(spin lock)

ロックが解放されるまで何もしない繰り返し処理(while, for loop)をするロック処理の手法

何もしないループのことを指してスピンと呼ばれている

ビジーウェイトの方がより広い概念で、前提条件が満たされるまで何もしないループを繰り返すこと

stdatomic.hの関数を使った例

code:c

// ロックの獲得: フラグが0になるまでスピン

void spinlock_acquire(atomic_flag *flag) {

// スピンロックの取得

// _Bool atomic_flag_test_and_set(volatile atomic_flag *);

while (atomic_flag_test_and_set(flag))

; /* spin */

}

// ロックの解放: フラグを0に戻す

void spinlock_release(atomic_flag *flag)

{

// void atomic_flag_clear(volatile atomic_flag *);

atomic_flag_clear(flag);

}

code:c

#include <stdatomic.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/mman.h>

#include <sys/wait.h>

#include <unistd.h>

typedef struct {

atomic_flag flag; /**< スピンロック用フラグ */

long counter; /**< 共有カウンタ */

} shared_t;

#define NUM_PROC 4

int main(void)

{

* void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,

* int fd, off_t offset);

* mmap 引数の説明:

* NULL : アドレスはカーネルに任せる

* sizeof(shared_t) : マップするバイト数

* PROT_READ | PROT_WRITE:

* - PROT_READ : PROT は PROTection(保護) の略。読み取りを許可

* - PROT_WRITE : 書き込みを許可。違反すると SIGSEGV が発生する

* MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS:

* - MAP_SHARED : fork した子プロセスと同じ物理ページを共有する

* (MAP_PRIVATE だと書き込み時にページがコピーされ共有されない)

* - MAP_ANONYMOUS : ファイルと紐付けない匿名マッピング。fd は -1 を渡す

* -1 : MAP_ANONYMOUS 使用時はファイルディスクリプタ不要なので -1

* 0 : MAP_ANONYMOUS 使用時はオフセット不要なので 0

shared_t *sh = mmap(NULL, sizeof(shared_t),

PROT_READ | PROT_WRITE,

MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);

if (sh == MAP_FAILED) {

perror("mmap");

return EXIT_FAILURE;

}

atomic_flag_clear(&sh->flag);

sh->counter = 0;

int iterations = 100000;

for (int j = 0; j < iterations; j++) {

spinlock_acquire(&sh->flag);

sh->counter++;

spinlock_release(&sh->flag);

}

/* 全子プロセスの終了を待機 */

for (int i = 0; i < NUM_PROC; i++) {

wait(NULL);

}

printf("Expected: %d, Got: %ld\n", NUM_PROC * iterations, sh->counter);

munmap(sh, sizeof(shared_t));

return EXIT_SUCCESS;

}

pthread_spin

qspinlock

確認用

Q. スピンロック