独立于汇编器操作系统的原子比较和交换

Question

我正在编写独立于操作系统的无锁队列，队列工作正常（使用默认的 windows\linux atomic CAS），但我想让队列在不改变 linux 和 windows 的情况下工作。所以我想我应该在汇编程序中编写自己的 CAS，还是有其他方法可以实现它？

到目前为止，我有这个代码：

global _CAS

_CAS:

    mov eax, [esp+4]    
    mov edx, [esp+8]    
    mov ecx, [esp+12]   

    ;XCHG eax, edx  <- this function works fine
     CMPXCHG  ecx, eax, ebx 

    ret

我知道我仍然需要在 CMPXCHG 之前添加 lock 并且它应该适用于结构，但现在我更感兴趣的是让它工作。

我使用 nasm-2.10.05 编译这个命令nasm.exe -f elf -o cas.o cas.asm 我得到这个错误testas\cas.asm:14: error: invalid combination of opcode and operands

Answer 1

对于 C11 或更高版本，您应该使用 <stdatomic.h>，目前已获得广泛支持：

#include <stdatomic.h>

见atomic_compare_exchange。我不会在这里尝试总结确切的语义。

没有 C11，您可以在两个平台上使用内部函数来完成，无需组装：

#ifdef _MSC_VER
# include <intrin.h>
# define CAS(ptr, oldval, newval) \
    _InterlockedCompareExchange(ptr, newval, oldval)
#elif __GNUC__
# if __GNUC__ < 4 || (__GNUC__ == 4 && __GNUC_MINOR__ < 1)
#  error "requires GCC 4.1 or greater"
# endif
# define CAS(ptr, oldval, newval) \
    __sync_val_compare_and_swap(ptr, oldval, newval)
#else
# error "CAS not supported on this platform"
#endif

这两个都支持以下接口：

/* If the current value of *ptr is oldval, then write newval
   into *ptr.  Returns the initial value of *ptr.  */
long CAS(long *ptr, long oldval, long newval);

请参阅MSDN documentation、GCC documentation。这也应该在没有修改的情况下在 Clang 上工作，因为 Clang 宣传 __GNUC__ 与其预定义宏的兼容性。

Answer 2

根据http://web.itu.edu.tr/kesgin/mul06/intel/instr/cmpxchg.html，cmpxchg 需要两个而不是三个参数。

也许，http://git.kernel.org/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux.git;a=blob;f=arch/x86/include/asm/cmpxchg.h 也很有趣。