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我的朋友

分类: 嵌入式

2011-08-30 23:13:23

早期的ARM指令集(V6前)提供SWP指令,该指令可原子交换寄存器和内存数据,用于实现信号量操作。

如下面这个例子:

sem_wati:
MOV R1,#0   
LDR R0,=SEM
SWP R1,R1,[R0] ;取出信号量,并设置其为0
CMP R1,#0 ;判断是否有信号
BEQ sem_wait ;若没有信号,则等待

SWP指令的缺点是会lock总线,影响系统性能。

新的ARM指令(V6、V7)采用LDREX和STREX指令替换了SWP指令,可以实现对共享内存的非阻塞同步。

LDREX ,[Rn]
STREX ,,[Rn] ;STREX成功,Rd置0

新指令的例子:
lock_mutex
LDREX r1,[r0]    ; 检查是否lock
CMP   r1,#LOCK   ; 和LOCK比较,LOCK是0
BEQ   lock_mutex ; 相等说明被锁定,自旋

MOV   r1,#LOCK   ; 不相等,加锁
STREX r2,r1,[r0] ; 尝试将r1写入锁
CMP   r2,#0x0    ; 判断是否加锁成功(可能出现竞争导致加锁失败)
BNE   lock_mutex ; 如果不成功,从头判断
DMB              ; 内存屏障保证前面操作成功
BX    lr         ; 返回


ulock_mutex
DMB                ; 内存屏障,保证安全访问
MOV   r1,#UNLOCKED ; 解锁
STR   r1,[r0]      ;
BX    lr           ;


LDREX和STREX是通过ARM内核的一个叫Exclusive Monitor的机制实现的,EM是一个状态机。
LDREX指令将Monitor置为Exclusive状态,STREX指令将Exclusive状态置回为Open状态,由此保证访问的唯一性。
但是在进程切换时,可能导致EM被打乱,因此需要执行CLREX指令,清除Exclusive Monitor。








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