Linux try_cmpxchg神祕的內聯彙編

Question

我需要一些幫助來理解Linux的`try_cmpxchg語義和實現。

#define __raw_try_cmpxchg(_ptr, _pold, _new, size, lock)  \ 
({                \ 
    bool success;            \ 
    __typeof__(_ptr) _old = (_pold);       \ 
    __typeof__(*(_ptr)) __old = *_old;       \ 
    __typeof__(*(_ptr)) __new = (_new);       \ 
    switch (size) {            \ 
    case __X86_CASE_B:           \ 
    {               \ 
     volatile u8 *__ptr = (volatile u8 *)(_ptr);    \ 
     asm volatile(lock "cmpxchgb %[new], %[ptr]"    \ 
       CC_SET(z)          \ 
       : CC_OUT(z) (success),       \ 
        [ptr] "+m" (*__ptr),       \ 
        [old] "+a" (__old)       \ 
       : [new] "q" (__new)       \ 
       : "memory");         \ 
     break;             \ 
    }               \ 
    case __X86_CASE_W:           \ 
    {               \ 
     volatile u16 *__ptr = (volatile u16 *)(_ptr);   \ 
     asm volatile(lock "cmpxchgw %[new], %[ptr]"    \ 
       CC_SET(z)          \ 
       : CC_OUT(z) (success),       \ 
        [ptr] "+m" (*__ptr),       \ 
        [old] "+a" (__old)       \ 
       : [new] "r" (__new)       \ 
       : "memory");         \ 
     break;             \ 
    }               \ 
    case __X86_CASE_L:           \ 
    {               \ 
     volatile u32 *__ptr = (volatile u32 *)(_ptr);   \ 
     asm volatile(lock "cmpxchgl %[new], %[ptr]"    \ 
       CC_SET(z)          \ 
       : CC_OUT(z) (success),       \ 
        [ptr] "+m" (*__ptr),       \ 
        [old] "+a" (__old)       \ 
       : [new] "r" (__new)       \ 
       : "memory");         \ 
     break;             \ 
    }               \ 
    case __X86_CASE_Q:           \ 
    {               \ 
     volatile u64 *__ptr = (volatile u64 *)(_ptr);   \ 
     asm volatile(lock "cmpxchgq %[new], %[ptr]"    \ 
       CC_SET(z)          \ 
       : CC_OUT(z) (success),       \ 
        [ptr] "+m" (*__ptr),       \ 
        [old] "+a" (__old)       \ 
       : [new] "r" (__new)       \ 
       : "memory");         \ 
     break;             \ 
    }               \ 
    default:             \ 
     __cmpxchg_wrong_size();         \ 
    }               \ 
    if (unlikely(!success))          \ 
     *_old = __old;           \ 
    likely(success);           \ 
}) 

#define __try_cmpxchg(ptr, pold, new, size)  \ 
    __raw_try_cmpxchg((ptr), (pold), (new), (size), LOCK_PREFIX) 

#define try_cmpxchg(ptr, pold, new)     \ 
    __try_cmpxchg((ptr), (pold), (new), sizeof(*(ptr))) 

我很好奇那些CC_SET和CC_OUT手段：在內核源代碼，因爲它是實現的。他們被定義爲：

/* 
* Macros to generate condition code outputs from inline assembly, 
* The output operand must be type "bool". 
*/ 
#ifdef __GCC_ASM_FLAG_OUTPUTS__ 
# define CC_SET(c) "\n\t/* output condition code " #c "*/\n" 
# define CC_OUT(c) "=@cc" #c 
#else 
# define CC_SET(c) "\n\tset" #c " %[_cc_" #c "]\n" 
# define CC_OUT(c) [_cc_ ## c] "=qm" 
#endif 

而且，這將是巨大的，如果你能解釋的try_cmpxchg的精確語義（不是很明白如何能在原子cmpxchg失敗...）

Answer 1

較新版本的gcc（我相信從版本6）支持特定的標誌輸出。如果可用的話，這些宏可以使用這種支持，否則通過執行setCC指令和臨時輸出回退到舊的方式。

至於如何cmpxchg可以「失敗」：它進行比較，所以如果比較失敗，則失敗，在這種情況下，目標不變並且當前值從內存中獲取。有關詳細信息，請參閱指令集參考。