树莓派4B使用__sync_add_and_fetch触发sError中断，如何启用独占内存事务？

问题 #

在树莓派4B上，使用gcc的__sync_add_and_fetch对整数做原子递增操作时，生成了如下汇编代码：

172e4:       c85f7e60        ldxr    x0, [x19]
172e8:       91000400        add     x0, x0, #0x1
172ec:       c801fe60        stlxr   w1, x0, [x19]
172f0:       35ffffa1        cbnz    w1, 172e4 <kernel_start+0xc4>
172f4:       d5033bbf        dmb     ish

已启用MMU，内存配置为MAIR属性0xff的普通内存，页表映射设为内部和外部可共享。可以非独占方式读写该内存，但运行上述代码时，ldxr指令触发sError中断（类别0x2f），ISS为0x2，根据《Exception Syndrome Register, EL1》文档，这是外部访问时的SLVERR。

根据《Arm Cortex®-M7 Processor》文档，该情况的触发原因：

系统中无法处理独占事务的AXI从设备，在响应独占读时返回OKAY。这也会被视为外部错误，处理器会将其当作SLVERR响应处理。

请问是否需要执行特定操作来启用独占内存事务？

回答 #

• 无需额外启用独占事务，但要确认内存区域的支持性
  树莓派4B的BCM2711内存控制器原生支持DDR区域的独占事务，但如果你的内存映射指向片上外设或非DDR区域，这类区域通常不支持独占访问，会触发SLVERR。先确认页表映射的物理地址属于DDR范围。
• 修正页表共享属性
  你提到的"内部和外部可共享"可能对应了错误的SH字段值。独占事务需要页表描述符的SH位设为0b11（Outer Shareable），而非Inner Shareable。错误的共享属性会导致内存控制器无法正确处理独占读事务，返回SLVERR。
• 验证MAIR内存类型
  MAIR 0xff对应Normal WB RA WA内存，这是支持独占事务的，但要确保内存类型不是Device Memory——Device类型内存完全不支持独占操作，若误配会直接触发错误。
• 检查系统寄存器配置
  确认SCTLR_EL1的字节序设置与内存访问一致，同时ACTLR_EL1未禁用缓存或独占事务相关功能（树莓派4B默认初始化一般没问题，但自定义内核需核对）。
• 硬件排查（最后选项）
  若软件配置全正确仍报错，再考虑硬件层面问题（如DDR故障），但此情况概率极低。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者freewill