arm의 ldrex, strex 명령어 궁금한 부분이 있습니다

chocokeki의 이미지

arm 공식 홈페이지의 예제 입니다
https://developer.arm.com/documentation/dht0008/a/arm-synchronization-primitives/practical-uses/implementing-a-mutex

locked    EQU 1
unlocked  EQU 0
 
; lock_mutex
; Declare for use from C as extern void lock_mutex(void * mutex);
    EXPORT lock_mutex
lock_mutex PROC
    LDR     r1, =locked
1   LDREX   r2, [r0]
    CMP     r2, r1        ; Test if mutex is locked or unlocked
        BEQ     %f2           ; If locked - wait for it to be released, from 2
    STREXNE r2, r1, [r0]  ; Not locked, attempt to lock it
    CMPNE   r2, #1        ; Check if Store-Exclusive failed
    BEQ     %b1           ; Failed - retry from 1
    ; Lock acquired
    DMB                   ; Required before accessing protected resource
    BX      lr
 
2   ; Take appropriate action while waiting for mutex to become unlocked
    WAIT_FOR_UPDATE
    B       %b1           ; Retry from 1
    ENDP

테스트를 위해 cortex m4, m7 시스템에서 돌려봤습니다.

BEQ %f2 부분에서 디버거를 통해 mutex 변수의 값을 1로 변경했습니다.
(멀티코어, 멀티쓰레드에 의한 race condition 시뮬레이션)

strex가 성공하면 r2 register에 0을 실패하면 1을 리턴할텐데요
r2 register에 1이 들어가야할 것 같은데 0이 들어갑니다
global monitor가 변동을 제대로 확인하지 못하는 것 같습니다

혹시 제가 무언가 잘못이해하고 있는건지요?

chocokeki의 이미지

hw 에서 지원 안하는 문제였습니다

bushi의 이미지

ARMv6부터 될 텐데요.
"디버거를 통해 mutex 변수의 값을 1로 변경" 이 의심스러운데, "strex 를 이용해서 mutex 변수의 값을 1로 변경" 하신게 맞나요 ?

chocokeki의 이미지

strex 명령이 호출되기 직전 다른 task로부터 인터럽트가 걸리고 mutex 변수의 값이 변경되는 것을 시뮬레이션 하고 싶었습니다
그래서 strex 명령 수행 전 디버거로 변수가 있는 메모리로 접근해 변수 값을 변경한 다음 strex 명령을 수행했습니다

코드 순서로 보면 아래와 같을 것 같습니다

BEQ %f2
>>>인터럽트 발생
context switch - 새로운 task
mutex = 1
context switch
<<<기존 코드로 복귀
strexne ......

생각해보니 strex 수행 전에 str 코드 넣어서 디버거 개입 없이 테스트해볼 수도 있겠네요

BEQ %f2
str r1, [r0] 
strexne .....

이런식으로요

근데 아마 동작을 안 할 것 같습니다
칩 제조사에서 hw 설계할 때 해당 기능을 안 넣었다는 것 같습니다

bushi의 이미지

mutex = 1
부분을 strex 명령으로 처리하세요.

ARM 코어를 라이센스해서 그냥 쓰는 제조사가 대부분입니다.
구매해서 개조까지해서 쓰는 제조사는 극히 드물고요.
확실하게 개조해서 쓴다고 광고까지 했던 회사는, 제가 알기론 Intel 이 유일했습니다.

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