[源码分析][Linux]READ_ONCE与WRITE_ONCE

最新推荐文章于 2024-10-18 22:00:00 发布

cloudblaze

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分类专栏：源码分析

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本文详细解释了原子操作宏READ_ONCE和WRITE_ONCE的功能与实现原理，这两种宏确保了对内存中变量的一次性读写，避免了由于CPU缓存机制导致的竞争条件。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

READ_ONCE

#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

#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();
    }
}