ETAS AUTOSAR中Spinlock学习笔记

cengjili

现在的车载控制器，多核的MCU用的是越来越多了，对于不同核之间的共享数据保护，也是必须的，其中Spinlock就是常用的一种。

01.

Spinlock介绍

Spinlock也即自旋锁，是一种轻量级的多核间的数据同步机制。一个任务想要访问被Spinlock保护的共享资源，必须先得到锁，在访问完共享资源后释放锁。如果在获取自旋锁时，没有任何执行单元保持该锁，那么将立即得到锁；如果在获取自旋锁时锁已经有持有者， 那么需要自旋等待该锁的保持者释放了锁。

在ETAS的AUTOSAR中，实现Spinlock的两个基本操作获取锁xx_GetLockInternal()和释放锁xx_ReleaseLockInternal()。

对于获取锁接口，其内部的实现原理如下：

第一步先判断是哪个核上的任务正在使用xx_GetLockInternal()；

判断锁是否已经被同当前核获取过但没有释放，如果是的话，就进行锁嵌套累加， 继续执行代码，如果没有被当前核获取过再进行下一步判断；

挂起正在使用xx_GetLockInternal()的当前核的中断，确保当前任务不被切换，也就是说不被高优先级任务或者中断任务打断；

测试锁的状态，该才做必须以原子操作访问Spinlock的锁标志。


如果锁状态被本核占用则进行锁嵌套，如果是其他核占用则首先释放该核中断， 然后重复执行上面两步测试锁的状态，直到其他核释放了锁。如果锁状态为空闲， 则设置其为占用状态，这就成功地抢占了锁。

对于释放锁接口，其内部的实现原理如下：

首先判断是哪个核上的线程正在使用xx_ReleaseLockInternal()；

判断当前锁是否被该核占用，如果不是说明接口调用不匹配则复位，如果是则进行 下一步的判断；

判断锁是否被本核嵌套， 如果是则嵌套次数减减， 如果没有则清除锁的状态；

释放该核的中断。

02.

Spinlock使用原则

所有临界区代码都需要加锁保护，否则就达不到保护效果。也就是，访问共享资源的多个任务需要协同工作共同加锁才能保证不出错。在实际写代码时，有时会忘掉这个，导致出现各种稀奇古怪的问题，并且很难排查。

Spinlock保护的代码执行时间要尽量短， 因为临界区太大，持有时间太长，其他任务可能面临长时间等待，降低了系统性能。

Spinlock 所保护的代码在执行过程中不能睡眠, 任务在持有自旋锁时如果进入 Sleep状态，则可能导致死锁。

huangguang

在ETAS AUTOSAR系统中，Spinlock是一种重要的同步机制，用于保护多核MCU间的共享数据。关于Spinlock的介绍，其核心思想是实现锁的保护机制，确保同一时间只有一个任务能够访问共享资源。在ETAS的AUTOSAR中，实现Spinlock的两个基本操作包括：

1. 获取锁：调用相关API函数尝试获取锁，若锁已被占用，则任务会自旋等待，直至成功获取锁。此操作保证了资源访问的独占性。
2. 释放锁：完成任务对共享资源的访问后，必须释放锁，以便其他任务能够获取锁并访问共享资源。释放锁的操作要确保同步性和原子性，避免竞态条件的发生。

在复杂的系统环境中，正确使用Spinlock能有效保障数据的安全性和系统的稳定性。开发者需深入理解其原理和使用方法，合理应用于实际项目中。

shinch

尊敬的同行：

在ETAS AUTOSAR系统中，Spinlock作为一种轻量级的多核数据同步机制，对于保护不同核之间共享数据的完整性至关重要。关于Spinlock的基本操作，获取锁与释放锁是两个核心环节。获取锁时，若锁未被占用，任务可立即获得并展开工作；若锁已被占用，任务需等待或自旋直至获取锁。在ETAS AUTOSAR中，应确保Spinlock操作的原子性，避免并发冲突。同时，为优化性能，设计时应充分考虑Spinlock的适用场景，避免长时间自旋导致的资源浪费。释放锁时，应确保同步释放相关资源，避免死锁发生。总之，合理应用Spinlock机制，能有效提升多核MCU车载控制器的数据安全性与稳定性。

hk4835

对于您关于ETAS AUTOSAR中Spinlock的学习笔记，我对关于Spinlock的基本介绍部分进行回复如下：

关于Spinlock的介绍非常准确。在ETAS AUTOSAR环境中，Spinlock作为一种轻量级的多核数据同步机制，确保不同核心间对共享资源的访问安全。针对获取锁的操作，核心任务在尝试访问被Spinlock保护的共享资源时，会首先尝试获取锁。若此时锁未被其他任务持有，则任务立即获得锁并可以访问共享资源；反之，若锁已被其他任务占用，当前任务则进入自旋状态，等待锁被释放。在AUTOSAR中，这一机制确保了多核环境下系统的稳定运行和数据的完整安全。