第 2 章 内核中的锁
本章由 FreeBSD SMP Next Generation 项目维护。
本文概述了 FreeBSD 内核中使用的锁，以允许内核内的有效多处理。可以通过几种方式实现锁定。数据结构可以通过 mutexes 或 lockmgr(9)锁来保护。一些变量只需始终使用原子操作来访问即可。
2.1. 互斥体
互斥锁只是用来保证互斥的锁。具体来说，互斥锁一次只能被一个实体拥有。如果另一个实体希望获取已经拥有的互斥锁，它必须等待直到互斥锁被释放。在 FreeBSD 内核中，互斥锁由进程拥有。
互斥锁可以递归获取，但它们旨在短时间内持有。具体来说，在持有互斥锁时不能休眠。如果需要在休眠期间持有锁，请使用 lockmgr(9)锁。
每个互斥锁都有几个值得关注的属性：
内核源码中 struct mtx 变量的名称。
mtx_init 分配给它的互斥体的逻辑名称。此名称显示在 KTR 跟踪消息和见证错误和警告中，并用于在见证代码中区分互斥体。
互斥体的类型，根据 MTX_* 标志。每个标志的含义与其在 mutex(9)中的文档中记录的含义相关。
MTX_DEF 一个睡眠互斥体
MTX_SPIN 一个自旋互斥体
MTX_RECURSE 这个互斥体允许递归。
保护对象一个数据结构或数据结构成员列表，该条目保护这些数据结构或数据结构成员。对于数据结构成员，名称将采用 structure name . member name 的形式。
依赖函数只能在持有此互斥锁时调用的函数。
表 1。互斥锁列表
sched_lock
调度锁
MTX_SPIN
MTX_RECURSE
_gmonparam, cnt.v_swtch, cp_time, curpriority, mtx.mtx_blocked, mtx.mtx_contested, proc.p_procq, proc.p_slpq, proc.p_sflag, proc.p_stat, proc.p_estcpu, proc.p_cpticks proc.p_pctcpu, proc.p_wchan, proc.p_wmesg, proc.p_swtime, proc.p_slptime, proc.p_runtime, proc.p_uu, proc.p_su, proc.p_iu, proc.p_uticks, proc.p_sticks, proc.p_iticks, proc.p_oncpu, proc.p_lastcpu, proc.p_rqindex, proc.p_heldmtx, proc.p_blocked, proc.p_mtxname, proc.p_contested, proc.p_priority, proc.p_usrpri, proc.p_nativepri, proc.p_nice, proc.p_rtprio, pscnt, slpque, itqueuebits, itqueues, rtqueuebits, rtqueues, queuebits, queues, idqueuebits, idqueues, switchtime, switchticks
vm86pcb 锁
vm86pcb 锁
MTX_DEF
vm86pcb
vm86_bioscall
巨人
巨人
MTX_DEF
MTX_RECURSE
几乎所有东西
锁定调用
锁定调用
MTX_SPIN
MTX_RECURSE
callfree, callwheel, nextsoftcheck, proc.p_itcallout, proc.p_slpcallout, softticks, ticks
2.2. 共享独占锁
这些锁提供基本的读者-写者类型功能，并且可能被正在睡眠的进程持有。目前它们由 lockmgr(9)支持。
共享独占锁列表表 2。
allproc_lock
allproc zombproc pidhashtbl proc.p_list proc.p_hash nextpid
proctree_lock
proc.p_children proc.p_sibling
2.3. 原子保护变量
原子保护变量是一种特殊变量，不受显式锁保护。 相反，对变量的所有数据访问都使用特殊的原子操作，如 atomic(9)中所述。 很少有变量是这样处理的，尽管其他同步原语，如互斥锁，是用原子保护变量实现的。
mtx.mtx_lock
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