6.54 Встроенные функции Legacy __sync для атомного доступа к памяти

Следующие встроенные функции предназначены для совместимости с функциями, описанными в разделе 7.4 спецификации Intel Itanium Processor-specific Application Binary Interface. Таким образом, они отклоняются от обычной практики GCC, не используя префикс «__builtin_» и перегружены для работы с несколькими типами.

Определение, приведенное в документации Intel, допускает использование только типов int, long, long long или их беззнаковых аналогов. GCC допускает любые скалярные типы размером 1, 2, 4 или 8 байт, кроме типа C _Bool или типа C++ bool. Операции с указателями-аргументами выполняются так, как если бы операнды были типа uintptr_t. То есть, они не масштабируются на размер типа, на который указывает указатель.

Эти функции реализованы с помощью встроенных функций «__atomic» (см. Встроенные функции __atomic). Их не следует использовать в новом коде, вместо них нужно использовать встроенные функции «__atomic».

Не все операции поддерживаются всеми целевыми процессорами. Если конкретная операция не может быть реализована на целевом процессоре, генерируется предупреждение и вызов внешней функции. Внешняя функция имеет то же имя, что и встроенная версия, с дополнительным суффиксом «_n», где n — размер типа данных.

В большинстве случаев эти встроенные функции считаются полной барьером. То есть, ни один операнд памяти не перемещается через операцию, ни вперед, ни назад. Кроме того, выдаются инструкции, необходимые для предотвращения спекулятивных загрузок процессором через операцию и очереди сохранений после операции.

Все процедуры описаны в документации Intel как принимающие «необязательный список переменных, защищенных памятью-барьером». Неясно, что это означает; это может означать, что только перечисленные переменные защищены, или это может означать список дополнительных переменных для защиты. Список игнорируется GCC, который обрабатывает его как пустой. GCC интерпретирует пустой список как означающий, что все глобально доступные переменные должны быть защищены.

type __sync_fetch_and_add (type *ptr, type value, ...)

type __sync_fetch_and_sub (type *ptr, type value, ...)

type __sync_fetch_and_or (type *ptr, type value, ...)

type __sync_fetch_and_and (type *ptr, type value, ...)

type __sync_fetch_and_xor (type *ptr, type value, ...)

type __sync_fetch_and_nand (type *ptr, type value, ...)

Эти встроенные функции выполняют операцию, предложенную именем, и возвращают значение, которое ранее находилось в памяти. То есть, операции с целочисленными операндами имеют следующие семантику. Операции с указателями-аргументами выполняются так, как если бы операнды были типа uintptr_t. То есть, они не масштабируются на размер типа, на который указывает указатель.

{ tmp = *ptr; *ptr op= value; return tmp; }
{ tmp = *ptr; *ptr = ~(tmp & value); return tmp; }   // nand

Объект, на который указывает первый аргумент, должен быть целочисленного или указатель типа. Он не должен быть типом bool.

Примечание: GCC 4.4 и более поздние версии реализуют __sync_fetch_and_nand как *ptr = ~(tmp & value) вместо *ptr = ~tmp & value.

type __sync_add_and_fetch (type *ptr, type value, ...)

type __sync_sub_and_fetch (type *ptr, type value, ...)

type __sync_or_and_fetch (type *ptr, type value, ...)

type __sync_and_and_fetch (type *ptr, type value, ...)

type __sync_xor_and_fetch (type *ptr, type value, ...)

type __sync_nand_and_fetch (type *ptr, type value, ...)

Эти встроенные функции выполняют операцию, предложенную именем, и возвращают новое значение. То есть, операции с целочисленными операндами имеют следующие семантику. Операции с указателями-операндами выполняются так, как если бы тип операнда был uintptr_t.

{ *ptr op= value; return *ptr; }
{ *ptr = ~(*ptr & value); return *ptr; }   // nand

Применимы те же ограничения к аргументам, что и для соответствующих встроенных функций __sync_op_and_fetch.

Примечание: GCC 4.4 и более поздние версии реализуют __sync_nand_and_fetch как *ptr = ~(*ptr & value) вместо *ptr = ~*ptr & value.

bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval, type newval, ...)

type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval, type newval, ...)

Эти встроенные функции выполняют атомную операцию сравнения и обмена. То есть, если текущее значение *ptr равно oldval, то запишите newval в *ptr.

Версия «bool» возвращает true, если сравнение успешно и newval записано. Версия «val» возвращает содержимое *ptr до операции.

__sync_synchronize (...)

Эта встроенная функция формирует полный барьер памяти.

type __sync_lock_test_and_set (type *ptr, type value, ...)

Эта встроенная функция, как описано в Intel, не является традиционной операцией test-and-set, а скорее атомной операцией обмена. Она записывает value в *ptr, и возвращает предыдущее содержимое *ptr.

Многие целевые платформы имеют только минимальную поддержку таких блокировок и не поддерживают полную операцию обмена. В этом случае целевая платформа может поддерживать здесь сокращенную функциональность, согласно которой единственное допустимое значение для хранения — это немедленное константа 1. Точное значение, фактически сохранённое в *ptr определяется реализацией.

Эта встроенная функция не является полным барьером, а скорее барьером приобретения. Это означает, что ссылки после операции не могут перемещаться к (или быть предположенными) перед операцией, но предыдущие операции сохранения памяти могут быть ещё не глобально видны, а предыдущие операции загрузки памяти могут ещё не быть выполнены.

void __sync_lock_release (type *ptr, ...)

Эта встроенная функция освобождает блокировку, полученную функцией __sync_lock_test_and_set. Обычно это означает запись константы 0 в *ptr.

Эта встроенная функция не является полным барьером, а скорее барьером освобождения. Это означает, что все предыдущие операции сохранения памяти глобально видны, и все предыдущие операции загрузки памяти выполнены, но последующие операции чтения памяти не предотвращаются от спекуляции перед барьером.

Далее: Встроенные функции __atomic, Предыдущее: Offsetof, Вверх: Расширения C [Оглавление][Индекс]