Wie stellt das Präfix „lock' in der x86-Assembly die Datenintegrität bei atomaren Operationen sicher?

Sperrmechanismen in der x86-Assembly

In der x86-Assembly ist die „Lock“-Anweisung ein Präfix und keine Anweisung selbst. Es ändert die nachfolgende Anweisung, typischerweise eine Lese-, Änderungs- und Schreiboperation im Speicher, um sicherzustellen, dass die CPU exklusiven Zugriff auf die erforderliche Cache-Zeile behält.

Bussperre und Leistung

Das Sperrpräfix bewirkt nicht explizit, dass die CPU den Bus sperrt. Stattdessen veranlasst es die CPU, Sperrmechanismen zu implementieren, um die Datenintegrität sicherzustellen. Dies kann die Aktivierung einer Bussperre beinhalten, aber CPUs suchen im Allgemeinen nach Optimierungen und vermeiden Bussperren, wann immer möglich. Stattdessen können sie Cache-Sperren oder andere Techniken einsetzen, um den exklusiven Zugriff aufrechtzuerhalten. Der gesperrte Zustand endet, sobald die gesperrte Anweisung abgeschlossen ist.

Addition in Assembly implementieren

Der bereitgestellte Assembler-Code ist nicht für die Implementierung einer Addition, sondern für ein atomares Inkrement gedacht Betrieb. Hier ist eine Aufschlüsselung:

• Der Code lädt die Adresse der zu erhöhenden Variablen vom Stapel in das ECX-Register.
• Die Anweisung „lock incl (�x)“ inkrementiert atomar die Variable an der in ecx gespeicherten Adresse um 1. Dadurch wird sichergestellt, dass kein anderer Thread oder Interrupt auf die Variable zugreifen kann, während der Vorgang läuft.
• Die folgenden Anweisungen setzen eax (den Rückgabewert) auf 0, wenn der Vorgang inkrementiert wird Der Wert ist 0 und andernfalls 1.

Daher führt der Code eine atomare Inkrementierungsoperation durch, die garantiert, dass der Wert um genau 1 erhöht wird, ohne dass das Risiko einer Störung durch andere Threads oder Interrupts besteht.

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