OpenSBI atomic_xchg函数分析

atomic_xchg函数原型

long atomic_xchg(atomic_t *atom, long newval)
{
    /* Atomically set new value and return old value. */
#ifdef __riscv_atomic
    return axchg(&atom->counter, newval);
#else
    return xchg(&atom->counter, newval);
#endif
}

axchg宏定义

#define axchg(ptr, x)                               \
    ({                                  \
        __typeof__(*(ptr)) _x_ = (x);                   \
        (__typeof__(*(ptr))) __axchg((ptr), _x_, sizeof(*(ptr)));   \
    })

__axchg宏定义

这里是linux内核中惯用套路，使用typeof来获取参数的类型，并使用sizeof来获取参数的size，根据size区分使用汇编指令

#define __axchg(ptr, new, size)                         \
    ({                                  \
        __typeof__(ptr) __ptr = (ptr);                  \
        __typeof__(new) __new = (new);                  \
        __typeof__(*(ptr)) __ret;                   \
        switch (size) {                         \
        case 4:                             \
            __asm__ __volatile__ (                  \
                "   amoswap.w.aqrl %0, %2, %1\n"        \
                : "=r" (__ret), "+A" (*__ptr)           \
                : "r" (__new)                   \
                : "memory");                    \
            break;                          \
        case 8:                             \
            __asm__ __volatile__ (                  \
                "   amoswap.d.aqrl %0, %2, %1\n"        \
                : "=r" (__ret), "+A" (*__ptr)           \
                : "r" (__new)                   \
                : "memory");                    \
            break;                          \
        default:                            \
            break;                          \
        }                               \
        __ret;                              \
    })

atomic_t定义

typedef struct {
    volatile long counter;
} atomic_t;

amoswap.d 含义：原子双字交换指令

amoswap.d  rd, rs2, (rs1)

将内存中地址为 x[rs1]中的双字记为 t，把这个双字变为 x[rs2]的值，把 x[rd]设为 t。

aqrl 含义：aq表示acquire，rl表示release

表示在此指令加上了内存屏障，前后的加载存储指令不能越过屏障

amoswap.d.aqrl %0, %2, %1 汇编

%0 ：ret

%1 : *__ptr

%2 ：_new 

即等同于amoswap.d.aqrl  ret， _new ，*__ptr  <==> amoswap.d.aqrl  ret, new, atom->counter

就是将new赋值给atom->counter,然后将旧值赋值给ret

long atomic_xchg(atomic_t *atom, long newval)

含义: 将newval值赋值给atom->counter, 返回atom->counter的旧值，并且还带有加载获取、存储释放的特性。