Linux核心中的cmpxchg函式

前幾天，為了這個函式花了好多時間，由於參考的資料有誤，一直都沒有看明白，直到google之後，總算搞明白了，因此寫出來大家分享一下。

在linux核心中，提供了比較並交換的函式cmpxchg，**在include/asm-i386/cmpxchg.h中，函式的原型是：

**:

全選cmpxchg(void *ptr, unsigned long old, unsigned long new);

函式完成的功能是：將old和ptr指向的內容比較，如果相等，則將new寫入到ptr中，返回old，如果不相等，則返回ptr指向的內容。

在linux中的實現是這樣的。

**:

全選#define cmpxchg(ptr,o,n)\


((__typeof__(*(ptr)))__cmpxchg((ptr),(unsigned long)(o),\

(unsigned long)(n),sizeof(*(ptr))))

很明顯，這個函式就是呼叫了__cmpxchg。

**:

全選static inline unsigned long __cmpxchg(volatile void *ptr, unsigned long old,


unsigned long new, int size)
return old;

}

以最為常用的4位元組交換為例，主要的操作就是彙編指令cmpxchgl %1,%2，注意一下其中的%2，也就是後面的"m"(*__xg(ptr))。

__xg是在這個檔案中定義的巨集：

struct __xchg_dummy ;

#define __xg(x) ((struct __xchg_dummy *)(x))

那麼%2經過預處理，展開就是"m"(*((struct __xchg_dummy *)(ptr)))，這種做法，就可以達到在cmpxchg中的%2是乙個位址，就是ptr指向的位址。如果%2是"m"(ptr)，那麼指標本身的值就出現在cmpxchg指令中。

我手頭有乙份《奔騰指令速查》，其中對cmpxchg的說明是這樣的：

**:

全選cmpxchg r/m32,r32 0f b1 /r cmpxchg ebx,ecx ；如果eax與ebx相等，則ecx送ebx且zf置1；否則ebx送ecx，且zf清0

**:

全選cmpxchg %ecx, %ebx；如果eax與ebx相等，則ecx送ebx且zf置1；否則ebx送ecx，且zf清0

在上述例子中，eax就是old，ebx就是ptr指向的內容，ecx就是new。所以cmpxchg指令的操作就是：如果old等於ptr指向的內容，那麼就把new寫入到ptr中，返回old(%eax沒有改變過，一直是old)，這部分和cmpxchg函式的原意是符合的；

如果old不等於ptr指向的內容，那麼ptr的內容寫入new(%ecx)中，返回old(%eax沒有改變過，一直是old)，這明顯不符合cmpxchg函式的意思。對此是大惑不解，後來經過google才知道，那份資料有錯。正解是：

**:

全選cmpxchg %ecx, %ebx；如果eax與ebx相等，則ecx送ebx且zf置1；否則ebx送eax，且zf清0

也就是說，

在old和ptr指向的內容不相等的時候，將ptr的內容寫入eax中，這樣，ptr的內容就會返回給cmpxchg函式的呼叫者。這樣就和原意相符合了。