Linux中的READ_ONCE、WRITE_ONCE

READ_ONCE宏

#define READ_ONCE(x) __READ_ONCE(x, 1)

#define __READ_ONCE(x, check)                       \
({                                  \
    union { typeof(x) __val; char __c[1]; } __u;            \
    if (check)                          \
        __read_once_size(&(x), __u.__c, sizeof(x));     \
    else                                \
        __read_once_size_nocheck(&(x), __u.__c, sizeof(x)); \
    __u.__val;                          \
})

static __always_inline
void __read_once_size(const volatile void *p, void *res, int size)
{
    __READ_ONCE_SIZE;
}

static __always_inline
void __read_once_size_nocheck(const volatile void *p, void *res, int size)
{
    __READ_ONCE_SIZE;
}

#define __READ_ONCE_SIZE                        \
({                                  \
    switch (size) {                         \
    case 1: *(__u8 *)res = *(volatile __u8 *)p; break;      \
    case 2: *(__u16 *)res = *(volatile __u16 *)p; break;        \
    case 4: *(__u32 *)res = *(volatile __u32 *)p; break;        \
    case 8: *(__u64 *)res = *(volatile __u64 *)p; break;        \
    default:                            \
        barrier();                      \
        __builtin_memcpy((void *)res, (const void *)p, size);   \
        barrier();                      \
    }                               \
})

barrier() __asm__ __volatile__("": : :"memory")

WRITE_ONCE宏

#define WRITE_ONCE(x, val) \
({                          \
    union { typeof(x) __val; char __c[1]; } __u =   \
        { .__val = (__force typeof(x)) (val) }; \
    __write_once_size(&(x), __u.__c, sizeof(x));    \
    __u.__val;                  \
})

static __always_inline void __write_once_size(volatile void *p, void *res, int size)
{
    switch (size) {
    case 1: *(volatile __u8 *)p = *(__u8 *)res; break;
    case 2: *(volatile __u16 *)p = *(__u16 *)res; break;
    case 4: *(volatile __u32 *)p = *(__u32 *)res; break;
    case 8: *(volatile __u64 *)p = *(__u64 *)res; break;
    default:
        barrier();
        __builtin_memcpy((void *)p, (const void *)res, size);
        barrier();
    }
}

知识点 barrier宏
barrier()宏往C语言代码中插入一条汇编指令，告诉编译器，
不要将这条汇编指令前的内存读写指令，优化到这条汇编指令之后，
同时也不能将这条汇编指令之后的内存读写指令，优化到这条汇编指令之前。

知识点 volatile 防止编译优化：
这里并不是把变量定义为 volatile 而是赋值操作的指针类型定义为 volatile。原因见下。

知识点 volatile 作恶：
[RFC/PATCH] doc: volatile considered evil
Nine ways to break your systems code using volatile

知识点 编译参数 -fstrict-aliasing
gcc手册
__may_alias__

知识点 内存屏障
READ_ONCE和WRITE_ONCE宏只能保证读写操作不被编译器优化掉，造成多线程执行中出问题，但是它并不能干预CPU执行编译出来的程序，也就是不能解决CPU重排序的问题和缓存一致性的问题，这类问题还是需要使用内存屏障来解决。

这几尊佛的坑位太大了，需要深挖。。。

参考链接
READ_ONCE和WRITE_ONCE
内存屏障

还有谢宝友老师也写过这方面的资料。深入理解RCU、深入理解并行编程、DIM-SUM自研操作系统。
 
 
完。