本文转载，版权归作者所有。商业转载请联系作者授权，非商业转载请注明出处。作者：宋宝华来源：微信公众号linux代码阅读领域（id：linuxdev）竞态条件无处不在。首先，我们要明白竞态条件是无处不在的，哪怕是一个全局变量加1的动作。a=0a++;a++这句会被翻译成多条指令：ldrr3,[r3,#0]addsr2,r3,#1strr2,[r3,#0]会先读取(ldr)，再修改(添加），然后写入（str），是一个典型的读-修改-写（RMW）序列。a++在硬件中不是原子的！假设2个线程（或1个线程和1个中断）“同时”做a++，因为加了2次，理论上a应该等于2，但结果a可能只等于1，原因很简单：假设第二个线程，第一个线程读完（LDR）后，抢第一个完成a++，显然此时a=1，但是由于第一个线程在ldr指令中读到了a=0，所以第一个线程在之后第二个线程做完a++，继续做++还是会在0上面加（只需要执行add和str指令），所以第一个线程再做完++后，a还是等于1。解决这个为racecondition，我们需要将两个线程的a++的read-modify-write序列化，让它们互斥。也就是把这种交错的RMW:改成这种连续的RMW:，这样第二个sequence就可以读到1，并且1加1保证结果为2。LDREX和STREX指令之后的LDREX和STREX指令STREXARMV7可以解决这个问题。它保证当两个读-修改-写序列相交时，只有一个能写成功，另一个会重试。比如下面的序列，R的LDREX，W的STREX，只有第一个线程的STREX可以成功，第二个W（STREX）会失败：类似下面：那么，执行失败的线程2strex，会重新执行第一条LDREX指令：STREX指令，除了可以将寄存器的值写入一个地址外，还可以返回是否写入成功。STREXEQr0,r1,[LockAddr]上面命令将r1写入地址LockAddr，如果写入成功，则r0=0，否则r0不等于0。如果r0不等于0，则证明写入成功失败，则需要重新运行ldrex修改再写入。官方解释如下：STREX指令执行一个字到内存的条件存储。如果独占监视器允许存储，则操作更新内存位置并返回目标寄存器中的值0，表示操作成功。如果独占监视器不允许存储，则该操作不会更新内存位置并在目标寄存器中返回值1。这使得可以根据内存操作的成功或失败来实施条件执行路径。例如，STREXR2,R1,[R0]对R0中的地址执行Store-Exclusive操作，有条件地存储来自R1的值并指示R2中的后继失败。类似如下过程：当两个LDREX，STREX序列交错时，谁STREXs先成功，第二个STREX失败，类似：所以谁LDREX先成功不是重点，重点是谁STREX先成功，然后再启动LDREX在STREX之后再次。更多精彩更新来袭……欢迎关注微信公众号：linux代码阅读田（id：linuxdev）
