作者ggg12345 (ggg)
看板ASM
标题Re: [问题] Lock的用法
时间Sat Jan 2 11:13:46 2010
※ 引述《ksmrt0123 (ksmrt)》之铭言:
: Atomic instruction在shared memory multi-processor系统中是
: process synchronization (如 mutual exclusion)之基础. 最基本的
: atomic instruction是shared memory read/write. 但read/write
: 并不够powerful, 用read/write来实作synchronization一方面可能
: performance不够好, 一方面有些好的演算法特性用(如FIFO ordering)
: 已经证明只用read/write是无法作出来的. ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
: 这边讲错了 只用atomic read/write
: 是可以作出FIFO ordering的mutual
: exclusion algorithm:
: http://www.viswiki.com/en/Lamport's_bakery_algorithm
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这可能是表达上的问题. 画蛇填足补充一下, 有错请更正.
第一个假设是: 硬体的 write operation 是设计成不会同时写入同一个位址.
再深入假设对记忆体送出位址线讯号(address), 资料讯号(data) 及请求
read/write 命令讯号是不可再被分割的(atomic operation 之意, 但这在
x86 multi-processor shared bus 不成立).
1.假设两个 processor 共用一段记忆体, 且两者都会对该共用记忆体做更
新的动作, 也就是做 read-modify-write operation.
此时, 对该共用记忆区想要有正确的运作结果, 就面临必需用 mutual
exclusive flag 来通知协调另一方不要同时做更新动作(就是互斥之意).
而 mutual exclusive flag 本身就是一个 shared variable, 如果做通知
协调的事, 就有对 flag 做 read-modify-write 的动作需求. 这种需求
解决办法之一是用 lock 机制, 让 read-modify-write 不可分割的一口气
做完.
2.FIFO queue 也是一种记忆体使用与运作形式, 是一方送(写)进去, 另一
方取(读)出来, 这种共用形式是否要用到 mutual exclusive lock flag ?
答案是:如果只限一个送, 另一个同时收, 就可以不必用到.
queue 的送收双方各自维持一个指标指到 queue 的头尾, 从头读取
从尾存入. 收送两方可能会同时读到头尾这两个指标, 但不会同时共
用写到同一个指标做同时更新, 而是写到各自分开管理的头或尾指标
所以, 收送双方通讯用的 FIFO queue 如果只用 atomic read/write operation
的记忆体来实现(或模拟), 是不必使用到 mutual exclusive lock 这种机制.
FIFO queue 的本质就是一方写, 另一方读, 写只会写到不同的空位. 对头与
尾两指标变数也是只做如此的运作.
如果 read/write operation 可以再被分割, 两者交错到近乎同时运作.
即使读出的值没有立即反应同时写进的值, 影响到的只是检查 FIFO queue
是 full 或 empty 的判断. 例如收方已取出, 送方未立即发觉, 顶多就是
误认仍然是 full, 造成延迟写入. 同理, empty 的检验也是一样, 顶多造
成收方慢一点取出.
1F:→ ksmrt0123:抱歉(1)看不懂; (2)不就是 producer-consumer problem? 01/02 11:29
2F:→ ggg12345:FIFO就是producer/consumer用的queue.共写同一个变数就 01/02 11:54
3F:→ ggg12345:有先後与插断问题,故用LOCK机制排除,但软体lock比硬复杂! 01/02 11:59
※ 编辑: ggg12345 来自: 140.115.4.12 (01/02 12:25)
4F:推 ksmrt0123:FIFO Queue 可以有多个 enqueuer/dequeuers 01/04 21:15
5F:→ ksmrt0123:一方写另一方读是特例 等同於producer-consumer problem 01/04 21:16
6F:→ ggg12345:bakery algorithm属N个process排队使用共用临界区的soft 01/05 16:02
7F:→ ggg12345:MX lock方法,挂号处因共用会更新出同号,用uid产生total 01/05 16:12
8F:→ ggg12345:order来仲裁排序,以阻挡他方使用临界区的机制就是互斥锁 01/05 16:16
9F:→ ggg12345:这算法用到单调上升的计数器,对有限bit置数器会增加麻烦. 01/05 16:23
10F:→ ggg12345:producer/consumer是单对的送收,对相关变数不必用到lock 01/05 16:47
11F:→ ksmrt0123:教授举一隅必以三隅反 01/05 18:21
12F:→ ksmrt0123:仰之弥高 钻之弥坚 瞻之在前 忽焉在後 01/05 18:22
13F:→ ksmrt0123:非吾辈所能望其项背者也 01/05 18:23