Question

我在网上发现了几个地方，这些地方指出，每当进入中断例程时，都必须调用CLREX，这是我不理解的。 CLREX状态的文档（添加了编号以方便参考）：

（1）清除执行处理器的本地记录，该记录是某个地址已请求独占访问。

（2）使用CLREX指令将紧密耦合的互斥访问监视器返回其开放访问状态。这样就消除了将虚拟存储存储到内存的需求。

（3）由CLREX是否也清除执行处理器的全局记录，即地址已请求独占访问。

我在这里什么都不懂。

我的印象是，按照example in the docs的方式写东西足以保证原子性：

    MOV r1, #0x1                ; load the ‘lock taken’ value
try:                                                       <---\
    LDREX r0, [LockAddr]        ; load the lock value          |
    CMP r0, #0                  ; is the lock free?            |
    STREXEQ r0, r1, [LockAddr]  ; try and claim the lock       |
    CMPEQ r0, #0                ; did this succeed?            |
    BNE try                     ; no - try again   ------------/
    ....                        ; yes - we have the lock

为什么需要清除“本地记录”？我认为LDREX / STREX足以保证从多个中断中原子访问地址？即GCC for ARM使用LDREX / STREX编译了所有C11原子函数，但我看不到CLREX在任何地方都被调用。
第二段所指的是“虚拟商店的要求”？
global 记录和 local 记录有什么区别？多核方案是否需要全球记录？

Answer 1

分别回答（和解释）您的三个问题：

1。为什么要清除访问记录？

当强制执行严格的代码嵌套时，例如在处理中断时，通常不需要CLREX。但是，在某些情况下它很重要。想象一下，您正在为抢先式操作系统内核编写上下文切换，该上下文切换可以异步挂起正在运行的任务并继续执行另一个任务。现在考虑以下病理状况，涉及两个相同优先级的任务（A和B），这些任务使用LDREX和STREX来操纵同一共享资源：

Task A      Task B
  ...
 LDREX
-------------------- context switch
             LDREX
             STREX   (succeeds)
              ...
             LDREX
-------------------- context switch
 STREX               (succeeds, and should not)
  ...

因此，上下文切换必须发出CLREX来避免这种情况。

2。避免了什么“虚拟商店要求”？

如果没有CLREX指令，则有必要使用STREX放弃互斥访问标志，该标志涉及内存事务，因此比需要的速度慢如果您要做的就是清除标志。

3。是多核方案的“全球记录”吗？

是的，如果您使用的是单核计算机，则只有一条记录，因为只有一个CPU。

Answer 2

实际上，M7上的异常/中断不需要CLREX ，它似乎仅出于兼容性原因而被包括在内。来自documenation (Version c)：

CLREX支持与其他具有以下功能的ARM Cortex处理器的兼容性：发生异常时强制存储独占失败在加载独占指令和匹配存储独占之间同步操作中的指令。在Cortex-M处理器中，本地独占访问监视器会自动清除异常边界，因此使用CLREX的异常处理程序是可选的。

因此，由于Cortex-M处理器在异常/中断进入/退出时清除了本地独占访问标志，因此这将CLREX的大多数（全部？）用例否定。

关于第三个问题，正如其他人提到的那样，您认为在多核方案中使用全局记录是正确的。根据实现定义的对本地/全局标志的影响，多核处理器上的CLREX仍可能存在用例。

我可以理解为什么对此感到困惑，因为M7文档的初始版本不包含这些语句（更不用说ARM网站上更通用的文档的其他各种版本）。即使是现在，我什至无法链接到最新版本。默认情况下，该页面显示“版本a”，您必须通过下拉框手动更改版本（希望以后会更改）。

更新

为回应评论，为此提供了附加文档link。这是手册的一部分，描述了特定说明文档之外的这些说明的用法（并且自第一次修订以来就存在）：

在以下情况下，处理器将删除其独占访问标签：



它执行CLREX指令。



无论写入是否成功，它都会执行STREX指令。



发生异常。这意味着处理器可以解决不同线程之间的信号量冲突。



在多处理器实现中：



执行CLREX指令仅删除处理器的本地独占访问标签。



执行STREX指令或异常会删除处理器的本地独占访问标签。



对共享内存区域执行STREX指令还可以删除处理器中的全局独占访问标签。   系统。

ARM Cortex M7上何时真正需要CLREX？

2 个答案:

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