对原子锁atomic操作的理解(2)

type __sync_xor_and_fetch (type *ptr, type value);

type __sync_nand_and_fetch (type *ptr, type value);

2.dpdk提供的原子操作

static inline int rte_atomic16_cmpset(volatile uint16_t *dst, uint16_t exp, uint16_t src);

static inline uint16_t rte_atomic16_exchange(volatile uint16_t *dst, uint16_t val);

static inline void rte_atomic16_init(rte_atomic16_t *v)

static inline int16_t rte_atomic16_read(const rte_atomic16_t *v)

static inline void rte_atomic16_set(rte_atomic16_t *v, int16_t new_value)

static inline void rte_atomic16_add(rte_atomic16_t *v, int16_t inc)

static inline void rte_atomic16_sub(rte_atomic16_t *v, int16_t dec)

static inline void rte_atomic16_inc(rte_atomic16_t *v);

static inline void rte_atomic16_dec(rte_atomic16_t *v);

static inline int16_t rte_atomic16_add_return(rte_atomic16_t *v, int16_t inc)

static inline int16_t rte_atomic16_sub_return(rte_atomic16_t *v, int16_t dec)

static inline int rte_atomic16_inc_and_test(rte_atomic16_t *v);

static inline int rte_atomic16_dec_and_test(rte_atomic16_t *v);

static inline int rte_atomic16_test_and_set(rte_atomic16_t *v);

static inline void rte_atomic16_clear(rte_atomic16_t *v)

dpdk提供了16、 32和64位的原子操作API，主要实现原理是使用了**LOCK指令+CMPXCHG指令**。

对于LOCK指令前缀的总线锁，早期CPU芯片上有一条引线#HLOCK pin，如果汇编语言的程序中在一条指令前面加上前

缀“LOCK”（这个前缀表示锁总线），经过汇编以后的机器代码就使CPU在执行这条指令的时候把#HLOCK pin的电位拉低，持续到这条指

令结束时放开，从而把总线锁住，这样同一总线上别的CPU就暂时不能通过总线访问内存了，保证了这条指令在多处理器环境中的原子性。

随着处理器的发展，对LOCK前缀的实现也在不断进行着性能改善。最近几代处理器中已经支持新的锁技术，若当前访问的内存已经被处理器缓存，LOCK#不会被触发，会用锁缓存的方式代替。这样处理原子操作的开销就在这些特定场景下进一步降低。

CMPXCHG这条指令，它的语义是比较并交换操作数（CAS，Compare And Set）。而用XCHG类的指令做内存操作，处理器会自动地遵循LOCK的语义，可见该指令是一条原子的CAS单指令操作。

源码如下

static inline int

rte_atomic64_cmpset(volatile uint64_t *dst, uint64_t exp, uint64_t src)

{

uint8_t res;

asm volatile(

MPLOCKED

"cmpxchgq %[src], %[dst];"

"sete %[res];"

: [res] "=a" (res), /* output */

[dst] "=m" (*dst)

: [src] "r" (src), /* input */

"a" (exp),

"m" (*dst)

: "memory"); /* no-clobber list */

return res;

}

本人从dpdk移植了锁实现到自己的github里面有兴趣的可以参考.

3.linux kernel

内核的原子锁实现主要在x86结构里面，使用的是lock指令+内存屏障原理

提供的api基本一致，都是分为16、32、64位三种api。