nginx的ngx_shmtx_lock(）原子锁 pause指令？

[vaynedu]

1. pause指令介绍

这里不直接谈nginx原子锁如何实现，只谈pause指令。
intel的pause指令， 减少cpu的消耗，节省电量。指令的本质功能：让加锁失败时cpu睡眠30个（about）clock，从而使得读操作的频率低很多。流水线重排的代价也会小很多。

Description
Improves the performance of spin-wait loops. When executing a “spin-wait loop,” a Pentium 4 or Intel Xeon processor suffers a severe performance penalty when exiting the loop because it detects a possible memory order violation. The PAUSE instruction provides a hint to the processor that the code sequence is a spin-wait loop. The processor uses this hint to avoid the memory order violation in most situations, which greatly improves processor performance. For this reason, it is recommended that a PAUSE instruction be placed in all spin-wait loops.

PAUSE指令提升了自旋等待循环（spin-wait loop）的性能。当执行一个循环等待时，Intel P4或Intel Xeon处理器会因为检测到一个可能的内存顺序违规（memory order violation）而在退出循环时使性能大幅下降。PAUSE指令给处理器提了个醒：这段代码序列是个循环等待。处理器利用这个提示可以避免在大多数情况下的内存顺序违规，这将大幅提升性能。因为这个原因，所以推荐在循环等待中使用PAUSE指令。

PAUSE的另一个功能就是降低Intel P4在执行循环等待时的耗电量。Intel P4处理器在循环等待时会执行得非常快，这将导致处理器消耗大量的电力，而在循环中插入一个PAUSE指令会大幅降低处理器的电力消耗。

2.nginx使用pause指令？

nginx的原子锁ngx_shmtx_lock(）函数中使用 ngx_cpu_pause()

#if ( __i386__ || __i386 || __amd64__ || __amd64 )
#define ngx_cpu_pause()             __asm__ ("pause") 
#else
#define ngx_cpu_pause()
#endif

3. 其他代码使用pause指令

intel的pause指令  __asm__ (".byte 0xf3, 0x90") 

#define NOP_CPU3(n)  {int i = 0; while(i++ < (n)) cpu_pause();}

#define cpu_pause()         __asm__ (".byte 0xf3, 0x90")