NDIS自旋锁是否可作为DMA操作的内存屏障？

结论 #

你这里必须显式添加内存屏障，NDIS自旋锁自带的隐式内存屏障不足以规避该竞态风险。

原因说明 #

• NDIS自旋锁的内存屏障语义是：NdisAcquireSpinLock自带获取屏障，仅保证锁之后的内存操作不会被重排到锁获取操作之前；NdisReleaseSpinLock自带释放屏障，仅保证锁区间内的内存操作不会被重排到锁释放操作之后。
• 释放屏障没有限制「锁释放之后的操作重排到锁释放之前」的能力，你的NdisWriteRegisterUlong处于锁释放后的代码区间，CPU完全可能将该寄存器写操作重排到writeDataToSharedMem的共享内存写操作之前执行，导致硬件先收到通知、读取共享内存时数据还未写入，触发竞态。
• 额外注意：NdisWriteRegisterUlong这类寄存器访问函数仅保证多个寄存器读写操作之间的执行顺序，不会约束寄存器读写和普通内存读写的顺序，因此不能依赖该函数自带的屏障能力。

正确代码示例 #

NdisAcquireSpinLock();
writeDataToSharedMem();
NdisReleaseSpinLock();

MemoryBarrier(); // 显式屏障保证所有共享内存写入完成后，再发送硬件通知
NdisWriteRegisterUlong(); // 通知硬件数据已写入

补充说明 #

如果你将NdisWriteRegisterUlong操作放到自旋锁的保护区间内，就不需要额外添加显式内存屏障，锁的释放屏障会保证锁内的共享内存写、寄存器写都在锁释放前完成，不会发生异常重排。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rony Ross