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.)
这很明显的告诉你，有没有定义的宏
B. spinlock（linux kernel 自旋锁）
在Linux内核的世界里，自旋锁spinlock犹如守护者，守护着数据的临界区，确保并发访问的有序性。它不依赖于睡眠，而是通过连续的CPU循环来尝试获取锁，这在中断处理和进程上下文中表现出了极高的效率，但也可能造成CPU资源的浪费。自旋锁有三种主要实现方式：CAS（Compare and Swap）模式，简单直接但竞争随机；Ticket模式，引入公平性但消耗CPU；而MCS（Multi-CPU Scalable）模式，是对Ticket模式的优化，通过链表通知减少了CPU空转，实现了更高的效率与内存利用。
在Linux内核的广泛应用中，自旋锁的性能优化尤为重要，尤其是在多线程竞态的极端场景。例如，MCS模式虽然牺牲了一定的内存使用，但其高效性能使之成为首选。特别是针对内存密集型的应用，qspinlock的出现，通过一个32位原子变量巧妙地管理locked、pending和tail，实现了内存节省和高效操作。然而，这种复杂性也意味着在编写和维护时需要更加谨慎。
要使用自旋锁，只需在spinlock.h>中引入相关头文件，定义spinlock并调用spin_lock、spin_unlock进行加锁解锁。举个实例，当处理中断和进程混合的并发任务时，spinlock能够确保数据的一致性。内核提供了多种API，如spin_lock, spin_unlock用于无中断操作，spin_lock_irq, spin_unlock_irq则避免了中断的嵌套，spin_is_locked函数则用于检查锁的状态。
源代码的精髓隐藏在kernel\locking\spinlock.c和qspinlock.c中，头文件位于include\linux\spinlock.h。最新的Linux kernel 5.16.5 stable tree中包含了这些实现。深入研究源码，你会发现自旋锁的实现层次结构，从spin_lock到do_raw_spin_trylock，再到arch_spin_trylock，映射着qspinlock等优化方案。
对于内核开发者来说，自旋锁的优化是一个动态发展的领域，新的解决方案可能会不断涌现。想要深入了解，不妨关注我们的专业专栏RTFSC（Linux kernel源码轻松读），这里有丰富的原创内容，助你探索更深层次的内核世界。
C. Linux中的spinlock机制[二] - MCS Lock
在探讨Linux中的spinlock机制时，我们已了解到当一个spinlock的值发生变化时，所有试图获取该spinlock的CPU都需要读取内存并刷新缓存行，从而导致无谓的开销。然而，若锁的竞争愈演愈烈，这种开销将变得愈发显着。为了解决这一问题，MCS Lock作为一种改进的实现方式引入。
MCS Lock基于ticket spinlock进行了一定的修改，其核心理念在于每个CPU通过基于各自不同的per-CPU变量进行等待，从而减少了内存读取和缓存刷新的频率。这种方式使得CPU只需查询本地缓存线，仅在变量发生变化时才进行内存读取和缓存刷新，有效降低了资源消耗。
实现MCS Lock的关键在于创建了per-CPU的MCS锁，每个CPU在获取spinlock时，将其对应的MCS锁加入等待队列，成为队列中的一部分。这一操作简化了锁的管理，减少了内存访问次数。
具体实现中，MCS锁的加锁过程涉及队列末尾的指针、试图加锁的CPU对应的MCS锁节点以及xchg()指令的巧妙运用。xchg()指令在获取指针值的同时，将当前值赋给目标指针，这一过程确保了CPU在获得锁时的高效性。在锁空的情况下，CPU可以直接获取锁，无需通过"locked"标记进行自旋，从而显着减少了不必要的操作。
对于MCS锁的释放，同样涉及队列末尾指针、准备释放锁的CPU的MCS锁节点以及cmpxchg_release()指令。在锁释放时，通过改变"next"指针指向下一个节点，实现了锁的高效传递。这一过程避免了不必要的步骤，提高了效率。
综上所述，MCS Lock通过分身的方式，将spinlock机制的应用范围扩展至每个CPU，显着减少了内存访问和缓存刷新的频率，从而提高了系统的整体性能。虽然MCS Lock在存储空间上有所增加，但其在实际应用中的优势在于能够适应高并发场景，提供更高效的锁管理机制。通过深入理解MCS Lock的实现原理，我们不仅能够更好地理解spinlock机制的优化路径，还能从中领略到Linux内核设计的精炼与高效。
D. 如何使用spinlock要哪个头文件
在kernel2.4.20下面：
include <linux/spinlock.h>
spinlock_t mysiglock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
unsigned int flags;
然后：
spin_lock_irqsave(&mysiglock,flags);
spin_unlock_irqrestore(&mysiglock,flags);
可以编译，但连接的时候kernel.o时说：
undefined reference to 'local_irq_save'