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白天在公司看DPDK的代码，一个使用cmpxchgl指令实现的支持多生产者-多消费者的内存池，挺有意思的，里面有一处关键代码为rte_atomic32_cmp_set()（好像是这个名字？），其实现在Nginx代码内也有，现在家里电脑上没有DPDK的代码，所以就直接来看看Nginx内的具体实现：

static ngx_inline ngx_atomic_uint_t
ngx_atomic_cmp_set(ngx_atomic_t *lock, ngx_atomic_uint_t old,
    ngx_atomic_uint_t set)
{
    u_char  res;

    __asm__ volatile (

         NGX_SMP_LOCK
    "    cmpxchgl  %3, %1;   "
    "    sete      %0;       "

    : "=a" (res) : "m" (*lock), "a" (old), "r" (set) : "cc", "memory");

    return res;
}

这段代码来之ngx_gcc_atomic_x86.h，虽然其它文件，比如ngx_gcc_atomic_amd64.h也有，但基本一致，所以暂就以它为例。

要看懂这段代码，首先需对Linux下C中嵌入汇编有所了解，这可以关键字“GCC-Inline-Assembly-HOWTO”进行Google ，比如：http://www.ibiblio.org/gferg/ldp/GCC-Inline-Assembly-HOWTO.html，简单介绍也就是嵌入汇编的基本格式为：

asm ( assembler template
    : output operands                  /* optional */
    : input operands                   /* optional */
    : list of clobbered registers      /* optional */
    );

因此对照来看，函数ngx_atomic_cmp_set()内：
汇编模板为两条或三条，因为宏NGX_SMP_LOCK展开可能为空（单核）或为”lock;”（多核）；
输出操作数为res（对应的寄存器为eax，这里x86限定为32位系统，下同）；
输入操作数为*lock（memory内存）、old（eax寄存器）、set（任意可用通用寄存器）
附带影响：cc表示标志寄存器会被附带修改、memory表示内存会被附带修改。

在汇编模板里，各个输入\输出操作数是以%0、%1、%2，…等进行指代的，因此汇编模板可展开为（用大括号括起来，以示区分）：

lock;
cmpxchgl  {set}, {*lock};
sete      {res};

第一条指令lock，表示锁定总线，这显然只有在多核情况下才有必要。
http://faydoc.tripod.com/cpu/lock.htm

第二条真实指令为cmpxchg，末尾的l表示操作数长度为4，这条指令有点复杂，它用到了一个隐含的操作数，即eax。在前面的输入操作数中，我们看到了old，其对应的%2却并没有在汇编模板里出现，但通过修饰符a把它存放到了eax寄存器，因此这里被cmpxchg指令隐含使用。
指令cmpxchg比较eax（也就是{old}）与{*lock}的值，如果相等，那么将{set}的值赋值给{*lock}，同时标志寄存器ZF位置1；否则，将{*lock}的值赋值给eax，并且将标志寄存器ZF位置0。
相关介绍在这：http://faydoc.tripod.com/cpu/cmpxchg.htm，但注意这里是以Intel汇编语法进行描述的，而Intel汇编语法与AT&T汇编的操作数位置是一个反的。

第三条指令sete，如果标志寄存器ZF位为1，那么设置{res}为1。
http://faydoc.tripod.com/cpu/sete.htm
http://web.itu.edu.tr/kesgin/mul06/intel/intel_flags.html

因此，整体下来，函数：
ngx_atomic_cmp_set(ngx_atomic_t *lock, ngx_atomic_uint_t old,
ngx_atomic_uint_t set);
的含义就是：如果*lock值等于old，那么将set值赋值给*lock，并返回1。一般情况，lock表示一把锁，而old为其未被任何进程持有的情况，即为0，而set值为1，也就是这样的调用：ngx_atomic_cmp_set(lock, 0, 1)返回1则表示获取锁成功。

在DPDK的内存池里就是利用同样的东东来实现多用户（多生产者或多消费者）情况下修改环形缓冲区的队头或队尾指针：do {…} while ((success = rte_atomic32_cmp_set(r->head, old_head, new_head) == 0))。

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