理解Linux内核中的xchg

在内核中，常看到这样的代码:

int locked;

locked = xchg(&kexec_lock, 1);

在 include/asm-i386/cmpxchg.h 中，有如下定义:

#define xchg(ptr,v) ((__typeof__(*(ptr)))__xchg((unsigned long)(v),(ptr),sizeof(*(ptr))))

75 static inline unsigned long __xchg(unsigned long x, volatile void * ptr, int size)
76 {
77         switch (size) {
78                 case 1:
79                         __asm__ __volatile__("xchgb %b0,%1"
80                                 :"=q" (x)
81                                 :"m" (*__xg(ptr)), "" (x)
82                                 :"memory");
83                         break;
84                 case 2:
85                         __asm__ __volatile__("xchgw %w0,%1"
86                                 :"=r" (x)
87                                 :"m" (*__xg(ptr)), "" (x)
88                                 :"memory");
89                         break;
90                 case 4:
91                         __asm__ __volatile__("xchgl %0,%1"
92                                 :"=r" (x)
93                                 :"m" (*__xg(ptr)), "" (x)
94                                 :"memory");
95                         break;
96         }
97         return x;
98 }

先看看什么是__typeof__。__typeof__(x)返回x的类型，并在编译时用返回的类 型进行替换。看一个例子:

 
int a; 
__typeof__(a) b;

相当于int b;

由于具有这样的硬类型替换，因此被大量用到宏中。

接下来再看看xchg,xchg在i386中是被用来交换两个数据。来看以下下面的内联 汇编：

__asm__ __volatile__("xchgl %0,%1"
                    :"=r" (x)
                    :"m" (*__xg(ptr)), "" (x)
                    :"memory");

想要看懂这样的汇编语句，需要知道一点AT&T的汇编语法和GCC的内联汇编语法。 "=r" (x)表明X将作为结果的输出。r和=都是操作限定符号。r表示可以使用任何 寄存器，而=表示这是一个输出操作，并且是只写的。

而这里的输入则是ptr和x，其中，%0指向x,而%1指向ptr. m是内存操作限定符 号，它表示跳过寄存器直接对内存操作。

最后一行的memory表示我们的操作是在一个不可预知的内存区域上进行的。

因此，上面的汇编语句就是输入两个数，然后交换这两个数，并把交换后的一个 写回变量中。

但是，仅仅交换两个数，就用汇编来实现，难道只是为了效率？