(x | y) - y 为什么不能简单地是 x 甚至是 `x | 0`

Question

我正在阅读内核代码，并且在一个地方我看到了if语句中的一个表达式，例如

if (value == (SPINLOCK_SHARED | 1) - 1) {
         ............
}

其中SPINLOCK_SHARED = 0x80000000是预定义的常量。

我想知道为什么我们需要(SPINLOCK_SHARED | 1) - 1- 用于类型转换目的？表达式的结果将是 80000000-- 与 0x80000000 相同，不是吗？然而，为什么 ORing 1 和 Subtracting 1 很重要？

有一种感觉，我想得到一些东西..

Answer 1

代码位于 中_spin_lock_contested，_spin_lock_quick当其他人试图获取锁时调用该代码：

count = atomic_fetchadd_int(&spin->counta, 1);
if (__predict_false(count != 0)) {
    _spin_lock_contested(spin, ident, count);
}

如果没有比赛，那么count（之前的值）应该是0，但它不是。该count值作为参数传递给_spin_lock_contested作为value参数。这value然后与检查if从OP：

/*
 * WARNING! Caller has already incremented the lock.  We must
 *      increment the count value (from the inline's fetch-add)
 *      to match.
 *
 * Handle the degenerate case where the spinlock is flagged SHARED
 * with only our reference.  We can convert it to EXCLUSIVE.
 */
if (value == (SPINLOCK_SHARED | 1) - 1) {
    if (atomic_cmpset_int(&spin->counta, SPINLOCK_SHARED | 1, 1))
        return;
}

请记住，这value是 的先前值spin->counta，而后者已经增加了 1，我们期望spin->counta相等value + 1（除非在此期间发生了某些变化）。

因此，检查 if spin->counta == SPINLOCK_SHARED | 1（ 的前提atomic_cmpset_int）对应于检查 if value + 1 == SPINLOCK_SHARED | 1，它可以重写为value == (SPINLOCK_SHARED | 1) - 1（同样，如果在此期间没有任何变化）。

虽然value == (SPINLOCK_SHARED | 1) - 1可以重写为value == SPINLOCK_SHARED，但它保持原样，以阐明比较的意图（即将增加的先前值与测试值进行比较）。

或者哦。答案似乎是：为了清晰和代码一致性。

Answer 2

我认为目标可能是忽略最低有效位：

• 如果用二进制表示的 SPINLOCK_SHARED 是 xxx0 -> 结果是 xxx0
• 如果 SPINLOCK_SHARED = xxx1 -> 结果也是 xxx0

使用位掩码表达式也许会更清楚？

Answer 3

只是为了清楚起见才这样做的，仅此而已。这是因为atomic_fetchadd_int()（例如sys/spinlock2.h）返回加法/减法之前的值，并且该值被传递给_spin_lock_contested()

请注意，C 编译器完全预先计算所有常量表达式。事实上，当过程在这些参数中传递常量时，编译器甚至可以根据使用传入过程参数的条件优化内联代码。这就是为什么 sys/lock.h 中的 lockmgr() 内联有一个 case 语句......因为整个 case 语句将被优化并转变成对适当函数的直接调用。

此外，在所有这些锁定函数中，原子操作的开销使所有其他计算相形见绌两个或三个数量级。

-马特