ARM架构下用SWP实现信号量：为何用SWP？为何不直接对比r1？

• 核心原因就是SWP是原子指令，这是多处理器/多线程环境下保证信号量正确工作的关键。

• 如果不用SWP，改成先把信号量值读到寄存器、比较、再写回内存的分步操作，会出现致命的竞态问题：比如两个CPU同时读取到信号量处于“未锁定”状态，接着都判断可以获取锁，最后都把信号量改成“锁定”——结果就是两个线程同时拿到了互斥锁，完全违背了信号量的互斥初衷。

• SWP指令的本质是**一次性原子完成“读内存值到寄存器”+“写寄存器值到内存”**这两个动作，中间不会被其他处理器的操作或者中断打断。回到代码里：

  • 我们预先把LOCKED（0）加载到r0，然后用SWP把r0和内存中信号量的值交换
  • 如果交换前信号量是未锁定状态（非0），r0会被更新为这个非0值，比较后不相等，就跳出自旋循环，成功获取锁
  • 如果交换前信号量已经是LOCKED（0），r0还是0，就继续循环重试
  • 整个交换过程是原子的，绝对不会出现两个CPU同时修改信号量的情况，完美解决了竞态问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user7080