x86自旋鎖使用cmpxchg

Question

我是使用gcc內聯彙編的新手，並且想知道在x86多核計算機上是否可以實現自旋鎖（無競態條件）（使用AT & T語法）：

 
spin_lock: 
mov 0 eax 
lock cmpxchg 1 [lock_addr] 
jnz spin_lock 
ret 

spin_unlock: 
lock mov 0 [lock_addr] 
ret 

Answer 1

你有正確的想法，但你的彙編被打破：

cmpxchg不能立即數工作，只註冊。

lock不是mov的有效前綴。 mov到一個對齊的地址在x86上是原子的，所以你不需要lock。

它已經有一段時間，因爲我已經使用AT & T語法，希望我記得一切：

spin_lock: 
xorl %ecx, %ecx 
incl %ecx 
spin_lock_retry: 
xorl %eax, %eax 
lock; cmpxchgl %ecx, (lock_addr) 
jnz spin_lock_retry 
ret 

spin_unlock: 
movl $0 (lock_addr) 
ret 

注意，GCC有原子建宏，所以你實際上並不需要使用內聯彙編來做到這一點：

void spin_lock(int *p) 
{ 
    while(!__sync_bool_compare_and_swap(p, 0, 1)); 
} 

void spin_unlock(int volatile *p) 
{ 
    asm volatile (""); // acts as a memory barrier. 
    *p = 0; 
} 

博下面說，鎖定指令產生費用：你使用任何人都必須刷新緩存並鎖定您的系統的內存總線，它可以是相當昂貴的，如果你有足夠的CPU。即使沒有很多的CPU，它仍然容易，值得各地優化：

void spin_lock(int volatile *p) 
{ 
    while(!__sync_bool_compare_and_swap(p, 0, 1)) 
    { 
     while(*p) _mm_pause(); 
    } 
} 

的pause指令是對超線程CPU的性能至關重要，當你有一個不斷旋轉這樣的代碼 - 它可以讓第二個線程執行而第一個線程正在旋轉。在不支持pause的CPU上，它被視爲nop。

Answer 2

這將少放爭內存總線上：

void spin_lock(int *p) 
{ 
    while(!__sync_bool_compare_and_swap(p, 0, 1)) while(*p); 
}