在 Android (ARM) 上进行比较和交换

Question

下面的代码是android上比较和交换的ARM实现：

__ATOMIC_INLINE__ int __bionic_cmpxchg(int32_t old_value, int32_t new_value, volatile int32_t* ptr) {
  int32_t prev, status;
  do {
    __asm__ __volatile__ (
          "ldrex %0, [%3]\n"
          "mov %1, #0\n"
          "teq %0, %4\n"
#ifdef __thumb2__
          "it eq\n"
#endif
          "strexeq %1, %5, [%3]"
          : "=&r" (prev), "=&r" (status), "+m"(*ptr)
          : "r" (ptr), "Ir" (old_value), "r" (new_value)
          : "cc");
  } while (__builtin_expect(status != 0, 0));
  return prev != old_value;
}

即使条件不相等，strexeq 是否会清除 ldrex 中设置的监视器，如果不相等，这如何安全？

还有，为什么我们需要额外的 it eq 用于 thumb2？

Answer 1

即使条件不相等，strexeq 是否会清除ldrex 中设置的监视器？

没有。也不需要 - 这是 cmpxchg 的“cmp”部分 - 如果加载的值不是预期的值，则 teq 给出 ne 条件，没有任何反应，我们退出循环由于到mov %1, #0，返回，所有人都忘记了整件事。

如果加载的值是正确的，那么我们尝试条件strex来交换它。

所有ldrex 所做的只是设置一个标志（专用监视器）来表示“自从我的ldrex 以来没有人接触过这个内存区域”。如果有人随后写入该区域，则清除该标志。当且仅当它发现标志仍然设置时，strex 才会成功。如果发现flag被清空，说明加载的值可能在内存中发生了变化，违反了操作的原子性，所以存储失败，没有更新发生。在这种情况下，我们必须从头开始并从头开始重试 - 最终，我们将不间断地完成整个序列，此时它似乎是一次原子更新。

在这两种情况下都无需担心独占监视器状态；根据定义，任何以后的独占代码都将以ldrex 开头，这将在那时适当地初始化监视器。

还有，为什么我们需要额外的 it eq 用于 thumb2？

因为 Thumb 没有条件执行（分支除外），因此没有位可以在指令编码中嵌入条件代码。 Thumb-2 引入了the it instruction 作为一种通过全局 ITSTATE 根据特定条件（或其相反条件）生成最多 4 个后续指令块的方法。虽然一些汇编器足够聪明，可以在为 Thumb-2 汇编 ARM 代码时自动生成适当的 it 块，但在可移植代码中您不一定可以依赖它。

在为 ARM 进行汇编时，表现良好的汇编器应该忽略 it（但如果它与以下说明中的条件不匹配，仍然会出错），但为了愚蠢的编译器的利益，它可能在这里被预处理了通过计算换行符来猜测内联 asm 块的长度。