PREEMPT_RT 技术实现：local_lock

内核锁在PREEMPT_RT中的实现变化

内核锁分为三类：睡眠锁、CPU本地锁、自旋锁，PREEMPT_RT 会改变部分锁的类型与语义。

1. 睡眠锁

• 只能在可抢占任务上下文获取，尽量不要在中断/禁止抢占上下文使用。
• 包含：mutex/rt_mutex/semaphore/rw_semaphore/ww_mutex/percpu_rw_semaphore。
• PREEMPT_RT 下：local_lock、spinlock_t、rwlock_t 全都变成睡眠锁。

2. 自旋锁

• 基础原生：raw_spinlock_t、位自旋锁(bit spinlock)
• 非RT：spinlock_t、rwlock_t 也属于自旋锁，忙等、隐式禁抢占。
• RT：只有 raw_spinlock_t、位自旋锁 保留原生自旋锁语义；普通 spinlock_t/rwlock_t 转为基于 rt_mutex 的睡眠锁。

3. CPU 本地锁

• 代表：local_lock
• 非RT：本质就是关闭抢占/关闭中断，只做单CPU内并发保护，不能跨CPU同步。
• RT：映射为每CPU的spinlock_t，变成真正的锁，不再只是单纯关抢占/关中断。

local_lock底层代码实现

通过下面的代码，可以看到，普通kernel中，__local_lock的实现主要是preempt_disable，通过禁用抢占达到保护目的。而在PREEMPT_RT中，实现变成了spin_lock，而在之前的文章中我们已经知道，在PREEMPT_RT中，spin_lock其底层实现是rt_mutex。rt_mutex支持抢占，相比preempt_disable的实现，减少了内核中不可抢占的代码段，以此提升了系统的RT性能

#ifndef CONFIG_PREEMPT_RT

#define __local_lock(lock)					\
	do {							\
		preempt_disable();				\
		local_lock_acquire(this_cpu_ptr(lock));		\
	} while (0)

#define __local_unlock(lock)					\
	do {							\
		local_lock_release(this_cpu_ptr(lock));		\
		preempt_enable();				\
	} while (0)

#else /* !CONFIG_PREEMPT_RT */

#define __local_lock(__lock)					\
	do {							\
		migrate_disable();				\
		spin_lock(this_cpu_ptr((__lock)));		\
	} while (0)

#define __local_unlock(__lock)					\
	do {							\
		spin_unlock(this_cpu_ptr((__lock)));		\
		migrate_enable();				\
	} while (0)

#endif /* CONFIG_PREEMPT_RT */

在之前的文章中我已经介绍了rt_mutex和spinlock_t，加上本次介绍的关于local_lock的实现细节, 三类内核锁就都介绍到了。

其他许多没有详细介绍的锁，在底层实现上的改变，都是类似的，大家如果感兴趣的话，就需要自己深入源码，自己去读一读了：）

---

本作品采用 CC BY-NC-SA 4.0 协议