Является ли эта реализация C ++ AtomicInt правильной? - PullRequest
Новая
       46

Является ли эта реализация C ++ AtomicInt правильной?

9 голосов
/ 11 октября 2019

Предпосылка: я работаю со встроенной (почти голой) средой ARM, где у меня даже нет C ++ 11 (с std::atomic<int>), поэтому, пожалуйста, избегайте ответов типа ", просто используйтестандартный C ++ std::atomic<int> ": Я не могу .

Является ли эта реализация ARM AtomicInt правильной? (предположим, что архитектура ARM ARMv7-A )

Вы видите проблему с синхронизацией? volatile требуется / полезно? 

// File: atomic_int.h

#ifndef ATOMIC_INT_H_
#define ATOMIC_INT_H_

#include <stdint.h>

class AtomicInt
{
public:
    AtomicInt(int32_t init = 0) : atom(init) { }
    ~AtomicInt() {}

    int32_t add(int32_t value); // Implement 'add' method in platform-specific file

    int32_t sub(int32_t value) { return add(-value); }
    int32_t inc(void)          { return add(1);      }
    int32_t dec(void)          { return add(-1);     }

private:
    volatile int32_t atom;
};

#endif

// File: arm/atomic_int.cpp

#include "atomic_int.h"

int32_t AtomicInt::add(int32_t value)
{
    int32_t res, prev, tmp;

    asm volatile(

    "try:    ldrex   %1, [%3]\n"     // prev = atom;
    "        add     %0, %1, %4\n"   // res = prev + value;
    "        strex   %2, %0, [%3]\n" // tmp = outcome(atom = res); // may fail
    "        teq     %2, #0\n"       // if (tmp)
    "        bne     try"            //     goto try; /* add failed: someone else modified atom -> retry */

    : "=&r" (res), "=&r" (prev), "=&r" (tmp), "+mo" (atom)  // output (atom is both in-out)
    : "r" (value)                                           // input
    : "cc");                                                // clobbers (condition code register [CPSR] changed)

    return prev; // safe return (local variable cannot be changed by other execution contexts)
}

Кроме того, я пытаюсь добиться некоторого повторного использования кода, поэтому я выделил только одну базовую функцию для реализации в специфичном для платформы коде (add() метод внутри arm/atomic_int.cpp).

Является ли atomic_int.h действительно переносимым , как на разных платформах / архитектурах / компиляторах? Является ли этот подход осуществимым ? (С осуществимым я имею в виду выполнимым для каждой платформы, чтобы гарантировать атомарность путем реализации только add() метода ).

здесь является соответствующимARM GCC 8.3.1 реализация той же функции. Видимо, единственная реальная разница - это наличие dmb до и после. Они действительно нужны в моем случае? Почему? У вас есть пример, когда мой AtomicInt (без dmb) не работает?

ОБНОВЛЕНИЕ: исправлена ​​реализация, удален get() метод для решения проблем атомарности и выравнивания. Теперь add() ведет себя как стандартный fetchAndAdd().

1 Ответ

2 голосов
/ 11 октября 2019

Если вы используете gcc, возможно, вы можете использовать Legacy __sync Встроенные функции для доступа к атомарной памяти : 

void add(int volatile& a, int value) {
    __sync_fetch_and_add(&a, value);
}

Генерирует :

add(int volatile&, int):
.L2:
        ldxr    w2, [x0]
        add     w2, w2, w1
        stlxr   w3, w2, [x0]
        cbnz    w3, .L2
        dmb     ish
        ret
...