Linuxspinlock
include/asm/memory.h:170: error: `PHYS_OFFSET' undeclared (first use in this function)
include/asm/memory.h:170: error: (Each undeclared identifier is reported only once
include/asm/memory.h:170: error: for each function it appears in.)
這很明顯的告訴你，有沒有定義的宏
B. spinlock（linux kernel 自旋鎖）
在Linux內核的世界裡，自旋鎖spinlock猶如守護者，守護著數據的臨界區，確保並發訪問的有序性。它不依賴於睡眠，而是通過連續的CPU循環來嘗試獲取鎖，這在中斷處理和進程上下文中表現出了極高的效率，但也可能造成CPU資源的浪費。自旋鎖有三種主要實現方式：CAS（Compare and Swap）模式，簡單直接但競爭隨機；Ticket模式，引入公平性但消耗CPU；而MCS（Multi-CPU Scalable）模式，是對Ticket模式的優化，通過鏈表通知減少了CPU空轉，實現了更高的效率與內存利用。
在Linux內核的廣泛應用中，自旋鎖的性能優化尤為重要，尤其是在多線程競態的極端場景。例如，MCS模式雖然犧牲了一定的內存使用，但其高效性能使之成為首選。特別是針對內存密集型的應用，qspinlock的出現，通過一個32位原子變數巧妙地管理locked、pending和tail，實現了內存節省和高效操作。然而，這種復雜性也意味著在編寫和維護時需要更加謹慎。
要使用自旋鎖，只需在spinlock.h>中引入相關頭文件，定義spinlock並調用spin_lock、spin_unlock進行加鎖解鎖。舉個實例，當處理中斷和進程混合的並發任務時，spinlock能夠確保數據的一致性。內核提供了多種API，如spin_lock, spin_unlock用於無中斷操作，spin_lock_irq, spin_unlock_irq則避免了中斷的嵌套，spin_is_locked函數則用於檢查鎖的狀態。
源代碼的精髓隱藏在kernel\locking\spinlock.c和qspinlock.c中，頭文件位於include\linux\spinlock.h。最新的Linux kernel 5.16.5 stable tree中包含了這些實現。深入研究源碼，你會發現自旋鎖的實現層次結構，從spin_lock到do_raw_spin_trylock，再到arch_spin_trylock，映射著qspinlock等優化方案。
對於內核開發者來說，自旋鎖的優化是一個動態發展的領域，新的解決方案可能會不斷涌現。想要深入了解，不妨關注我們的專業專欄RTFSC（Linux kernel源碼輕松讀），這里有豐富的原創內容，助你探索更深層次的內核世界。
C. Linux中的spinlock機制[二] - MCS Lock
在探討Linux中的spinlock機制時，我們已了解到當一個spinlock的值發生變化時，所有試圖獲取該spinlock的CPU都需要讀取內存並刷新緩存行，從而導致無謂的開銷。然而，若鎖的競爭愈演愈烈，這種開銷將變得愈發顯著。為了解決這一問題，MCS Lock作為一種改進的實現方式引入。
MCS Lock基於ticket spinlock進行了一定的修改，其核心理念在於每個CPU通過基於各自不同的per-CPU變數進行等待，從而減少了內存讀取和緩存刷新的頻率。這種方式使得CPU只需查詢本地緩存線，僅在變數發生變化時才進行內存讀取和緩存刷新，有效降低了資源消耗。
實現MCS Lock的關鍵在於創建了per-CPU的MCS鎖，每個CPU在獲取spinlock時，將其對應的MCS鎖加入等待隊列，成為隊列中的一部分。這一操作簡化了鎖的管理，減少了內存訪問次數。
具體實現中，MCS鎖的加鎖過程涉及隊列末尾的指針、試圖加鎖的CPU對應的MCS鎖節點以及xchg()指令的巧妙運用。xchg()指令在獲取指針值的同時，將當前值賦給目標指針，這一過程確保了CPU在獲得鎖時的高效性。在鎖空的情況下，CPU可以直接獲取鎖，無需通過"locked"標記進行自旋，從而顯著減少了不必要的操作。
對於MCS鎖的釋放，同樣涉及隊列末尾指針、准備釋放鎖的CPU的MCS鎖節點以及cmpxchg_release()指令。在鎖釋放時，通過改變"next"指針指向下一個節點，實現了鎖的高效傳遞。這一過程避免了不必要的步驟，提高了效率。
綜上所述，MCS Lock通過分身的方式，將spinlock機制的應用范圍擴展至每個CPU，顯著減少了內存訪問和緩存刷新的頻率，從而提高了系統的整體性能。雖然MCS Lock在存儲空間上有所增加，但其在實際應用中的優勢在於能夠適應高並發場景，提供更高效的鎖管理機制。通過深入理解MCS Lock的實現原理，我們不僅能夠更好地理解spinlock機制的優化路徑，還能從中領略到Linux內核設計的精煉與高效。
D. 如何使用spinlock要哪個頭文件
在kernel2.4.20下面：
include <linux/spinlock.h>
spinlock_t mysiglock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
unsigned int flags;
然後：
spin_lock_irqsave(&mysiglock,flags);
spin_unlock_irqrestore(&mysiglock,flags);
可以編譯，但連接的時候kernel.o時說：
undefined reference to 'local_irq_save'