原创 写代码的篮球球痴 嵌入式Linux 2020-08-24

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ARM 原子操作里的两个汇编指令_嵌入式

今天一个读者朋友给我留言,问了这个问题,ARM原子操作的汇编代码,还给我截图了两个不同的解释,让我说哪个是正确的。

原子操作的起因是为了内核同步,保证数据在正确性,之前已经吹过一波,可以看这几篇文章。

Linux 互锁斥 信号量 死锁 原子操作

第4章 原子操作

第4章 原子操作 第二节

CPU和和存储的连接图

ARM 原子操作里的两个汇编指令_嵌入式_02

原子操作的代码

我截取的这段是ARM7之后的代码,在ARM6之前的CPU并不支持SMP。所以原子操作的代码也分成了ARM6之前的和ARM7之后的区分。

#define ATOMIC_OP(op, c_op, asm_op)     \
static inline void atomic_##op(int i, atomic_t *v)   \
{         \
 unsigned long tmp;      \
 int result;       \
         \
 prefetchw(&v->counter);      \
 errata_855872_dmb();      \
         \
 __asm__ __volatile__("@ atomic_" #op "\n"   \
"1: ldrex %0, [%3]\n"      \
" " #asm_op " %0, %0, %4\n"     \
" strex %1, %0, [%3]\n"      \
" teq %1, #0\n"      \
" bne 1b"       \
 : "=&r" (result), "=&r" (tmp), "+Qo" (v->counter)  \
 : "r" (&v->counter), "Ir" (i)     \
 : "cc");       \
}    

我们主要讨论两个汇编指令

LDREX <Rt>,[<Rn>]

LDREX 指令从「<Rn>」中获取「内存地址」,并且将「内存地址」的内容加载到「<Rt>」目标寄存器中。

STREX<Rd>,<Rt>,[<Rn>]

STREX 指令从「<Rn>」中获取「内存地址」,并且将「`Rt`」的内容加载到「内存地址」目标寄存器中,并且把执行结果保存在 「<Rd>」。

在执行的时候,还有两个监视器在共同工作

  • local monitor 「本地监视器
  • global monitor「全局监视器
单CPU执行原子操作执行的同步情况

单CPU的情况下是不需要global monitor 参与的。

ARM 原子操作里的两个汇编指令_嵌入式_03多CPU执行原子操作执行的同步情况

多CPU的情况下需要global monitor 参与。

ARM 原子操作里的两个汇编指令_嵌入式_04

关于这个同步机子的C语言嵌入汇编代码,还有更加详细的解释,大家如果有兴趣的话,可以看这几个链接,会更加详细。

http://www.wowotech.net/linux_kenrel/atomic.html

https://biscuitos.github.io/blog/ATOMIC/



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