swap

mov：片內(nèi)ram傳送

movx：片外ram傳送

movc：rom傳送

inc：加1

dec：減1

mul：乘法

div：除法

xch：交換（和a交換）

swap：a內(nèi)半字節(jié)交換

add：不帶進(jìn)位加

addc：帶進(jìn)位加

subb：帶進(jìn)位減

daa：調(diào)處

在單處理機(jī)環(huán)境中可以使用特定的原子級(jí)匯編指令swap和test_and_set實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥，（Swap指令：交換兩個(gè)內(nèi)存單元的內(nèi)容；test_and_set指令取出內(nèi)存某一單元(位)的值，然后再給該單元(位)賦一個(gè)新值，關(guān)于為何這兩條指令能實(shí)現(xiàn)互斥我們不在贅述，讀者可以了解其算法） 這些指令涉及對(duì)同一存儲(chǔ)單元的兩次或兩次以上操作，這些操作將在幾個(gè)指令周期內(nèi)完成，但由于中斷只能發(fā)生在兩條機(jī)器指令之間，而同一指令內(nèi)的多個(gè)指令周期不可中斷，從而保證swap指令或test_and_set指令的執(zhí)行不會(huì)交叉進(jìn)行.

但在多處理機(jī)環(huán)境中情況有所不同，例如test_and_set指令包括“取”、“送”兩個(gè)指令周期，兩個(gè)CPU執(zhí)行test_and_set(lock)可能發(fā)生指令周期上的交叉，假如lock初始為0, CPU1和CPU2可能分別執(zhí)行完前一個(gè)指令周期并通過(guò)檢測(cè)(均為0)，然后分別執(zhí)行后一個(gè)指令周期將lock設(shè)置為1，結(jié)果都取回0作為判斷臨界區(qū)空閑的依據(jù)，從而不能實(shí)現(xiàn)互斥。

為在多CPU環(huán)境中利用test_and_set指令實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥，硬件需要提供進(jìn)一步的支持，以保證test_and_set指令執(zhí)行的原子性. 這種支持多以“鎖總線”(bus locking)的形式提供的，由于test_and_set指令對(duì)內(nèi)存的兩次操作都需要經(jīng)過(guò)總線，在執(zhí)行test_and_set指令之前鎖住總線，在執(zhí)行test_and_set指令后開(kāi)放總線，即可保證test_and_set指令執(zhí)行的原子性，用法如下：

算法4-6：多處理機(jī)互斥算法（自旋鎖算法）

do{

b=1;

while(b){

lock(bus);

b = test_and_set(&lock);

unlock(bus);

}

臨界區(qū)

lock = 0;

其余部分

}while(1)

總之，自旋鎖是一種對(duì)多處理器相當(dāng)有效的機(jī)制，而在單處理器非搶占式的系統(tǒng)中基本上沒(méi)有作用。自旋鎖在SMP系統(tǒng)中應(yīng)用得相當(dāng)普遍。在許多SMP系統(tǒng)中，允許多個(gè)處理機(jī)同時(shí)執(zhí)行目態(tài)程序，而一次只允許一個(gè)處理機(jī)執(zhí)行操作系統(tǒng)代碼，利用一個(gè)自旋鎖可以很容易實(shí)現(xiàn)這種控制．一次只允許一個(gè)CPU執(zhí)行核心代碼并發(fā)性不夠高，若期望核心程序在多CPU之間的并行執(zhí)行，將核心分為若干相對(duì)獨(dú)立的部分，不同的CPU可以同時(shí)進(jìn)入和執(zhí)行核心中的不同部分，實(shí)現(xiàn)時(shí)可以為每個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域設(shè)置一個(gè)自旋鎖.