ARM SMP架构下其他核读取操作是否会清除ldrex独占状态？

核心疑问 #

编写运行于ARMv7-A或AArch64架构的SMP内核汇编程序时，已关闭本核IRQ（中断不会清除LDREX的独占状态）。已知其他核对目标地址的写操作会清除独占状态，但不确定其他核仅执行**读操作（如LDR/LDREX）**是否会清除该状态？

具体场景代码 #

int x = 0;

core0:
    local_irq_disable();
    int tmp = __ldrex(&x);
    if (tmp)
        return;
    if (__strex(&x, 1)) { // 写入失败
        assert(READ_ONCE(x));  // 该断言是否总能成功？
    }

core1/core2或其他核:
    这些核可能处于用户态或内核态，可能读取或写入变量x。若对x执行写操作，必须原子写入非零值。

ARM架构参考手册相关内容（ARMv7-A/R版本A3.4.2章节） #

手册中缺少以下条目：

• Load(Tagged_address,!n) in Exclusive Access state
• LoadExcl(Tagged_address,!n) in Exclusive Access state

同时手册中的注释翻译如下：

架构不要求其他处理器执行的非Load-Exclusive类加载指令对全局监视器产生任何影响。
Load-Exclusive指令仅能更新执行该指令的处理器对应的可共享内存地址标签。

问题解答 #

1. 其他核的普通读操作（LDR）不会清除本核LDREX的独占状态
   根据手册注释，非独占加载指令不对全局监视器产生影响，因此core1/core2执行普通LDR读取x时，core0的LDREX独占状态不会被清除。

2. 其他核的LDREX操作也不会清除本核的独占状态
   手册明确说明，LDREX仅会更新自身处理器的地址标签，不会影响其他核的独占状态。所以其他核执行LDREX读取x时，core0的独占状态依然保留。

3. 断言assert(READ_ONCE(x))总能成功
   core0的STREX失败的唯一触发条件是其他核对x执行了写操作（写操作会触发全局监视器清除独占状态）。而题目明确要求其他核写x时必须原子写入非零值，因此此时x必然是非零的，断言总能成立。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者untitled