中断atomic操作

wojiaohesen

本来说atomic操作都是原子的，但是我真的是弄不清楚，从atomic_inc_and_test的定义来看，他怎么会是不可中断的呢，定义如下：
static __inline__ int atomic_inc_and_test(atomic_t *v)
{
        unsigned char c;

        __asm__ __volatile__(
                LOCK_PREFIX "incl %0; sete %1"
                :"+m" (v->counter), "=qm" (c)
                : : "memory");
        return c != 0;
}

在smp中lock_prefiX被扩展为空，比如说：当incl %0执行完之后，如果此时发生了中断，那么我认为这个时候就有可能导致系统的不一致。请问在单处理机上怎么样来保证原子操作的真正的实现，还是压根就没有必要。同时为什么在多处理机上就扩展lock_prefiX，lock_prefiX到底是起到一个什么样的作用?谢谢了

[ 本帖最后由 wojiaohesen 于 2008-4-10 21:45 编辑 ]

albcamus

UP上没必要， 因为单条指令不会被中断 ── 中断的发生，只能等待到 一条指令执行完毕，这是CPU保证了的。

SMP下有必要，因为要防止其他CPU同时访问。 锁了总线， 中断也得等待。

//FIXME

epegasus

我也困惑，但是incl %0; sete %1是两条指令啊，而且atomic_inc_and_test整个函数内部的指令好象还多。。

haohao06

我猜是因為中斷會保存標誌寄存器
sete就算被中斷也可以得到正確值吧....
希望高手給個確切解釋

zx_wing

原帖由 haohao06 于 2008-4-10 18:57 发表
我猜是因為中斷會保存標誌寄存器
sete就算被中斷也可以得到正確值吧....
希望高手給個確切解釋

我认为这个是正解

wojiaohesen

但是问题是如果第一条指令执行完之后,如果此时发生了中断,那是不是会产生内存不一致的问题.

wojiaohesen

我觉得这个就有问题,不论在up还是smp上，单条指令都不会被中断,中断只有在一个指令周期的最后时间才能被cpu探测到.
所以现在的问题是，如果当第一个指令执行完之后的话,并且v是个全局变量,那么这个时候是不是回导致系统不一致的现象出现,本来觉得这个函数应该是不可重入的,但是从它的技术上来说，应该是可重入的.
望高手给点解释.

wojiaohesen

我的意思是,如果v此时是个全局变量.当执行完第一条指令之后,然后中断发生,如果此时发生抢占的话,并且被抢占的进程恰好也需要修改该变量,并且使用的是指令atomic_dec_and_test,当执行流重新回到被中断的进程的时候,这个时候看起来已经发生了内存不一致的现象啊 .
希望能给更清楚的解释,谢谢

wojiaohesen

还有就是LOCK_PREFIX 到底是锁定什么,以及为什么这么做?

wojiaohesen

还是我自己弄懂,现在解释如下,首先说一点,任何一条汇编指令都是在一个不可分割的指令周期内完成的,也就是说,只有在指令周期内的最后一个点才回查询是否有中断发生了。现在说说lock_prefix的作用,首先想一想,因为任何的操作都在cpu的内部进行完成,所以如果想对变量v进行操作的话,那么在一个inc指令周期内,实际上cpu还是需要从内存总读出v的数值,然后对v处理之后,再写回到内存中去.这里需要注意的一个问题就是inc指令周期中,实际上发生了多次的对内存的进行访问,而这些对内存进行的访问实际上在地址总线上并不是原子操作的,也就是说.如果存在多个cpu的话,那么另外的cpu完全可以在该inc读出v的数值之后,另外的cpu这个时候就可以占用地址总线,从中读出v的数值,而这个时候,当前的cpu当修改v的数值之后,再回写到内存中,这个时候实际上就已经导致了内存的不一致的问题.因为另外的cpu的数值和真实的数值已经是不一样了。而lock_prefix的作用就是使一个指令,例如incl这样的操作在地址总线上也是原子操作的.也就是这个指令会一直的站用着地址总线,直到把v的数值写到内存中.而当地址总线锁定的时候,别的cpu压根就不能访问cpu.所以这样就从总线的站用上保证了原子.
还有就是可能有人认为在incl和sete之间不是可以被中断的吗?实际上确实是可以被中断的.但是需要清楚的是.该条指令只是说本次操作的结果是不是1,而不是用来说变量v的数值是不是0.如果你需要根据该数值进行一些操作的话,那么该函数的结果并不代表当前的变量v的真实的数值.

呵呵.解释的不知道对不对?欢迎指正