WarlockFish/linux-insides-zh
1
0
Fork 0
mirror of https://github.com/MintCN/linux-insides-zh.git synced 2026-11-03 22:34:05 +08:00
Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity

fix: update dead link x86.renejeschke.de

Browse Source
This commit is contained in:
Souls-R
2024-08-13 19:42:31 +08:00
parent 65b4223002
commit 44310e8c42
9 changed files with 32 additions and 32 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

28
DataStructures/linux-datastructures-3.md
View File

@@ -73,7 +73,7 @@ unsigned long my_bitmap[1];
我认为没有必要解释这些函数的作用。从它们的名字来看，这已经很清楚了。让我们直接查看它们的实现。如果你浏览 [arch/x86/include/asm/bitops.h](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/arch/x86/include/asm/bitops.h) 头文件，你将会注意到这些函数中的每一个都有[原子性](https://en.wikipedia.org/wiki/Linearizability)和非原子性两种变体。在我们开始深入这些函数的实现之前，首先，我们必须了解一些有关原子（atomic）操作的知识。
简而言之，原子操作保证两个或以上的操作不会并发地执行同一数据。`x86` 体系结构提供了一系列原子指令，例如， [xchg](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_328.html)、[cmpxchg](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_41.html) 等指令。除了原子指令，一些非原子指令可以在 [lock](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_159.html) 指令的帮助下具有原子性。现在你已经对原子操作有了足够的了解，我们可以接着探讨 `set_bit` 和 `clear_bit` 函数的实现。
简而言之，原子操作保证两个或以上的操作不会并发地执行同一数据。`x86` 体系结构提供了一系列原子指令，例如， [xchg](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_328.html)、[cmpxchg](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_41.html) 等指令。除了原子指令，一些非原子指令可以在 [lock](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_159.html) 指令的帮助下具有原子性。现在你已经对原子操作有了足够的了解，我们可以接着探讨 `set_bit` 和 `clear_bit` 函数的实现。
我们先考虑函数的非原子性（non-atomic）变体。非原子性的 `set_bit` 和 `clear_bit` 的名字以双下划线开始。正如我们所知道的，所有这些函数都定义于 [arch/x86/include/asm/bitops.h](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/arch/x86/include/asm/bitops.h) 头文件，并且第一个函数就是 `__set_bit`:
@@ -89,7 +89,7 @@ static inline void __set_bit(long nr, volatile unsigned long *addr)
* `nr` - 位数组中的位号（LCTT 译注：从 0开始）
* `addr` - 我们需要置位的位数组地址
注意，`addr` 参数使用 `volatile` 关键字定义，以告诉编译器给定地址指向的变量可能会被修改。 `__set_bit` 的实现相当简单。正如我们所看到的，它仅包含一行[内联汇编代码](https://en.wikipedia.org/wiki/Inline_assembler)。在我们的例子中，我们使用 [bts](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_25.html) 指令，从位数组中选出一个第一操作数（我们的例子中的 `nr`）所指定的位，存储选出的位的值到 [CF](https://en.wikipedia.org/wiki/FLAGS_register) 标志寄存器并设置该位（LCTT 译注：即 `nr` 指定的位置为 1）。
注意，`addr` 参数使用 `volatile` 关键字定义，以告诉编译器给定地址指向的变量可能会被修改。 `__set_bit` 的实现相当简单。正如我们所看到的，它仅包含一行[内联汇编代码](https://en.wikipedia.org/wiki/Inline_assembler)。在我们的例子中，我们使用 [bts](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_25.html) 指令，从位数组中选出一个第一操作数（我们的例子中的 `nr`）所指定的位，存储选出的位的值到 [CF](https://en.wikipedia.org/wiki/FLAGS_register) 标志寄存器并设置该位（LCTT 译注：即 `nr` 指定的位置为 1）。
注意，我们了解了 `nr` 的用法，但这里还有一个参数 `addr` 呢！你或许已经猜到秘密就在 `ADDR`。 `ADDR` 是一个定义在同一个头文件中的宏，它展开为一个包含给定地址和 `+m` 约束的字符串：
@@ -171,7 +171,7 @@ set_bit(long nr, volatile unsigned long *addr)
`第 9 位` 将会被置位。（LCTT 译注：这里的 9 是从 0 开始计数的，比如0010，按照作者的意思，其中的 1 是第 1 位）
注意，所有这些操作使用 `LOCK_PREFIX` 标记，其展开为 [lock](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_159.html) 指令，保证该操作的原子性。
注意，所有这些操作使用 `LOCK_PREFIX` 标记，其展开为 [lock](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_159.html) 指令，保证该操作的原子性。
正如我们所知，除了 `set_bit` 和 `__set_bit` 操作之外，Linux 内核还提供了两个功能相反的函数，在原子性和非原子性的上下文中清位。它们是 `clear_bit` 和 `__clear_bit`。这两个函数都定义于同一个[头文件](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/arch/x86/include/asm/bitops.h) 并且使用相同的参数集合。不仅参数相似，一般而言，这些函数与 `set_bit` 和 `__set_bit` 也非常相似。让我们查看非原子性 `__clear_bit` 的实现吧：
@@ -182,7 +182,7 @@ static inline void __clear_bit(long nr, volatile unsigned long *addr)
}
```
没错，正如我们所见，`__clear_bit` 使用相同的参数集合，并包含极其相似的内联汇编代码块。它只是使用 [btr](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_24.html) 指令替换了 `bts`。正如我们从函数名所理解的一样，通过给定地址，它清除了给定的位。`btr` 指令表现得像 `bts`（LCTT 译注：原文这里为 btr，可能为笔误，修正为 bts）。该指令选出第一操作数所指定的位，存储它的值到 `CF` 标志寄存器，并且清除第二操作数指定的位数组中的对应位。
没错，正如我们所见，`__clear_bit` 使用相同的参数集合，并包含极其相似的内联汇编代码块。它只是使用 [btr](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_24.html) 指令替换了 `bts`。正如我们从函数名所理解的一样，通过给定地址，它清除了给定的位。`btr` 指令表现得像 `bts`（LCTT 译注：原文这里为 btr，可能为笔误，修正为 bts）。该指令选出第一操作数所指定的位，存储它的值到 `CF` 标志寄存器，并且清除第二操作数指定的位数组中的对应位。
`__clear_bit` 的原子性变体为 `clear_bit`：
@@ -231,7 +231,7 @@ static inline int variable_test_bit(long nr, volatile const unsigned long *addr)
}
```
`variable_test_bit` 函数使用了与 `set_bit` 及其他函数使用的相似的参数集合。我们也可以看到执行 [bt](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_22.html) 和 [sbb](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_286.html) 指令的内联汇编代码。`bt` （或称 `bit test`）指令从第二操作数指定的位数组选出第一操作数指定的一个指定位，并且将该位的值存进标志寄存器的 [CF](https://en.wikipedia.org/wiki/FLAGS_register) 位。第二个指令 `sbb` 从第二操作数中减去第一操作数，再减去 `CF` 的值。因此，这里将一个从给定位数组中的给定位号的值写进标志寄存器的 `CF` 位，并且执行 `sbb` 指令计算： `00000000 - CF`，并将结果写进 `oldbit` 变量。
`variable_test_bit` 函数使用了与 `set_bit` 及其他函数使用的相似的参数集合。我们也可以看到执行 [bt](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_22.html) 和 [sbb](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_286.html) 指令的内联汇编代码。`bt` （或称 `bit test`）指令从第二操作数指定的位数组选出第一操作数指定的一个指定位，并且将该位的值存进标志寄存器的 [CF](https://en.wikipedia.org/wiki/FLAGS_register) 位。第二个指令 `sbb` 从第二操作数中减去第一操作数，再减去 `CF` 的值。因此，这里将一个从给定位数组中的给定位号的值写进标志寄存器的 `CF` 位，并且执行 `sbb` 指令计算： `00000000 - CF`，并将结果写进 `oldbit` 变量。
`constant_test_bit` 函数做了和我们在 `set_bit` 所看到的一样的事：
@@ -259,7 +259,7 @@ static inline void __change_bit(long nr, volatile unsigned long *addr)
}
```
相当简单，不是吗？ `__change_bit` 的实现和 `__set_bit` 一样，只是我们使用 [btc](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_23.html) 替换 `bts` 指令而已。 该指令从一个给定位数组中选出一个给定位，将该为位的值存进 `CF` 并使用求反操作改变它的值，因此值为 `1` 的位将变为 `0`，反之亦然：
相当简单，不是吗？ `__change_bit` 的实现和 `__set_bit` 一样，只是我们使用 [btc](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_23.html) 替换 `bts` 指令而已。 该指令从一个给定位数组中选出一个给定位，将该为位的值存进 `CF` 并使用求反操作改变它的值，因此值为 `1` 的位将变为 `0`，反之亦然：
```python
>>> int(not 1)
@@ -373,14 +373,14 @@ static inline void bitmap_fill(unsigned long *dst, unsigned int nbits)
* [IRQs](https://en.wikipedia.org/wiki/Interrupt_request_%28PC_architecture%29)
* [API](https://en.wikipedia.org/wiki/Application_programming_interface)
* [atomic operations](https://en.wikipedia.org/wiki/Linearizability)
* [xchg instruction](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_328.html)
* [cmpxchg instruction](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_41.html)
* [lock instruction](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_159.html)
* [bts instruction](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_25.html)
* [btr instruction](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_24.html)
* [bt instruction](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_22.html)
* [sbb instruction](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_286.html)
* [btc instruction](http://x86.renejeschke.de/html/file_module_x86_id_23.html)
* [xchg instruction](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_328.html)
* [cmpxchg instruction](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_41.html)
* [lock instruction](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_159.html)
* [bts instruction](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_25.html)
* [btr instruction](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_24.html)
* [bt instruction](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_22.html)
* [sbb instruction](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_286.html)
* [btc instruction](https://x86.hust.openatom.club/html/file_module_x86_id_23.html)
* [man memcpy](https://man7.org/linux/man-pages/man3/memcpy.3.html)
* [man memset](https://man7.org/linux/man-pages/man3/memset.3.html)
* [CF](https://en.wikipedia.org/wiki/FLAGS_register)