6.51 Встроенные функции Legacy __sync для атомарного доступа к памяти

Следующие встроенные функции предназначены для совместимости с функциями, описанными в разделе 7.4 спецификации Intel Itanium Processor-specific Application Binary Interface. В связи с этим, они отличаются от обычной практики GCC, не используя префикс «__builtin_», а также перегружены для работы с несколькими типами.

Определение 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 с размером типа, на который указывает указатель.

Эти функции реализованы через встроенные функции «__atomic» (см. Встроенные функции __atomic). Их не следует использовать в новом коде, который должен использовать встроенные функции «__atomic» вместо них.

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 преградой. То есть, ни один операнд памяти не перемещается через операцию, ни вперёд, ни назад. Кроме того, выполняются необходимые инструкции, чтобы предотвратить спекулятивное чтение процессором через операцию и очередь сохранений после операции.

Все описания в документации Intel предполагают использование «необязательного списка переменных, защищённых преградой памяти». Непонятно, что это означает; это может означать, что только перечисленные переменные защищены, или это может быть список дополнительных переменных, которые нужно защитить. Этот список игнорируется GCC, который рассматривает его как пустой. GCC интерпретирует пустой список как указание на то, 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 следующую семантику. Операции с указателями-аргументами выполняются так, как если бы операнды были типа uintptr_t. То есть, они не масштабируются с размером 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 указательного типа. Он не должен быть булевого типа.

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 следующую семантику. Операции с операндами-указателями выполняются так, как если бы тип операнда был uintptr_t.

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

Те же ограничения на аргументы применяются, 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 проверку и обмен. 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 перед операцией.

__sync_synchronize (...)

Эта встроенная функция выставляет полную преграду памяти.

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

Эта встроенная функция, как описано в Intel, не является традиционной операцией проверки и установки, а атомарной 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 уменьшенную функциональность, при которой единственным допустимым значением для хранения является немедленная константа 1. Точное значение, фактически сохранённое в *ptr, определяется реализацией.

Эта встроенная функция не является полной преградой, а преградой получения. Это означает, что ссылки после операции не могут перемещаться в (или быть предположенными до) операции, но предыдущие сохранения в памяти могут ещё не быть глобально видимыми, и предыдущие чтения из памяти ещё могут 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 полной преградой, а преградой выпуска. Это означает, что все предыдущие сохранения в памяти глобально видимы, и все предыдущие чтения из памяти выполнены, но последующие чтения из памяти не запрещаются от предположения до преграды.

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