对于ARM底层原子操作的看法问题，读书读不懂哇？

Question

不是很理解，按照我的理解来看，CPU0最先执行LDREX指令时候，获取了全局监视器和CPU0的本地监视器都看作是1，完了CPU0最先执行STREX之后，释放了全局监视器和本地监视器，就看做都是0把，然后CPU1在T2时LDREX发现全局监视器已经为1，然后设置本地监视器为1，到T4时，全局监视器已经被CPU0置为0了，就无法在共享数据区存数据了，所以失败的不应该是CPU1吗，为什么书上说的是失败的CPU0呢

Answer 1

【以下回答由 GPT 生成】

对于ARM底层原子操作，我的理解是在多线程或多进程并发访问共享资源时，确保操作的原子性，即不被中断或干扰的一种机制。ARM处理器提供了一些特殊的指令，例如LDREX和STREX，用于实现原子操作。

在多CPU并发访问共享数据区时，如果CPU0执行的LDREX指令成功，在执行STREX指令之前，CPU1执行了一次对共享数据的修改，那么CPU0的STREX指令就会失败。这是因为STREX指令会检查共享数据在执行LDREX指令后是否发生修改，如果发生了修改，STREX指令就会失败。

为了解决这个问题，可以使用循环重试的方式来保证原子操作的完成。具体步骤可以如下：

1. 使用LDREX指令加载共享数据到寄存器，同时将结果保存到另一个寄存器。

2. 执行处理逻辑，对共享数据进行修改。

3. 使用STREX指令尝试将处理后的数据写回到共享数据区。

4. 检查STREX指令的执行结果，如果成功，则说明原子操作完成，退出循环。如果失败，则说明共享数据被其他CPU修改过，重新回到步骤1。

下面是一个示例代码片段，演示了如何使用LDREX和STREX指令来实现原子操作的循环重试：

#include <stdint.h>

volatile uint32_t sharedData = 0;  // 共享数据

void atomicOperation() {
    uint32_t oldValue, newValue;

    do {
        // 步骤1：使用LDREX指令加载共享数据
        __asm__ volatile ("LDREX %[oldValue], [%[sharedData]]"
                          : [oldValue] "=r" (oldValue)
                          : [sharedData] "r" (&sharedData));

        // 步骤2：处理逻辑，对共享数据进行修改
        newValue = oldValue + 1;

        // 步骤3：使用STREX指令尝试写回共享数据
        __asm__ volatile ("STREX %[isSuccess], %[newValue], [%[sharedData]]"
                          : [isSuccess] "=r" (isSuccess)
                          : [newValue] "r" (newValue), [sharedData] "r" (&sharedData));

    // 步骤4：检查STREX指令的执行结果
    } while (isSuccess == 0);
}

这是一个简单的示例，演示了如何使用LDREX和STREX指令来实现原子操作的循环重试。在实际应用中，可能还需要考虑线程同步、内存屏障等其他因素，以确保并发访问的正确性和性能。对于更复杂的问题，可能需要结合具体情况进行分析和优化。

希望以上内容可以对您有所帮助，如果还有其他问题，请随时提问。

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