gcc装配中的atomic_inc和atomic_xchg

Question

我编写了以下用户级代码片段来测试两个子函数:原子inc和xchg (参见Linux代码)。我需要的只是尝试对32位整数执行操作，这就是我显式使用int32_t的原因。我认为global_counter将被不同的线程所竞争，而tmp_counter则很好。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
int32_t global_counter = 10;

/* Increment the value pointed by ptr */
void atomic_inc(int32_t *ptr)
{
    __asm__("incl %0;\n"
        : "+m"(*ptr));
}

/* 
 * Atomically exchange the val with *ptr.
 * Return the value previously stored in *ptr before the exchange
 */
int32_t atomic_xchg(uint32_t *ptr, uint32_t val)
{
    uint32_t tmp = val;
    __asm__(
        "xchgl %0, %1;\n"
        : "=r"(tmp), "+m"(*ptr)
        : "0"(tmp)
        :"memory");
    return tmp;
}

int main()
{
    int32_t tmp_counter = 0;

    printf("Init global=%d, tmp=%d\n", global_counter, tmp_counter);

    atomic_inc(&tmp_counter);
    atomic_inc(&global_counter);
    printf("After inc, global=%d, tmp=%d\n", global_counter, tmp_counter);

    tmp_counter = atomic_xchg(&global_counter, tmp_counter);
    printf("After xchg, global=%d, tmp=%d\n", global_counter, tmp_counter);

    return 0;
}

我的两个问题是：

1. 这两个子函数写得是否正确？
2. 当我在32位或64位平台上编译这个程序时，这种情况会是一样的吗？例如，指针地址是否具有不同的长度。或者incl和xchgl是否会与操作数发生冲突？

Answer 1

我对这个问题的理解如下，如果我错了，请纠正我。

所有的读-修改-写指令(例如:包括，添加，xchg)都需要一个锁前缀.锁指令是通过在存储器总线上断言LOCK#信号来锁定其他CPU访问的内存。

Linux内核中的__xchg函数不包含“锁”前缀，因为xchg始终意味着锁定。64.h#L15

但是，atomic_inc中使用的incl没有这个假设，因此需要一个lock_prefix。http://lxr.linux.no/linux+v2.6.38/arch/x86/include/asm/atomic.h#L105

顺便说一下，我认为您需要将*ptr复制到易失性变量，以避免gcc优化。

威廉