3

Я не могу найти ответы на следующие вопросы:

  1. Существует мнение, что если атомарные объекты имеют неверное выравнивание, то такие объекты теряют свою атомарность. Объяснений, почему это происходит, я не нашел. И даже не нашел объяснений, всегда ли это происходит, или только в том случае, если атомарный объект оказывается на границе двух кешлиний.

  2. Существует мнение, что несинхронизованное изменение неатомарной переменной из разных потоков может приводить не только к нарушению порядка изменения этой переменной, но и к тому, что в переменной окажется сломанное значение. Например, один поток запишет одну половину значения, а другой - другую. Это объяснение кажется правдоподобным, но лишь в отрыве от специфики синхронизации данных между ядрами/процессорами. Насколько мне известно, обычно мельчайшей единицей синхронизации между ядрами/процессорами является кэшлиния, размер которой, как правило, составляет 64 байта. Поэтому, мне не ясно, как многобайтовая переменная может сломаться, если она целиком попадает в одну кэшлинию.

Я буду очень благодарен за любую информацию по этим двум вопросам. Заранее, спасибо.

4
  • 1
    по 2 пункту - чисто в теории возьмём long long на 32-битной платформе. он состоит из 2 машинных слов, поэтому чисто в теории можно записать 1 слово один потоком, а второе слово - другим. Аналогично long double. Если брать не стандартный тип, а например структуру, то всё ещё очевиднее. По 1 пункту - вопрос сложный, но я слышал что тогда чтение происходит весьма криво. Ряд ассемблерных инструкций требуют выравнивание, поэтому если объект не выровнен то добавляются специальные инструкции (и тут можно потерять атомарность). Кстати из-за этого ещё и баги бывают.
    – pavel
    25 окт 2019 в 10:28
  • 1
    Если говорить про С++, то 1. атомарные объекты имеют правильное выравнивание 2. состояние гонки является неопределенным поведением 25 окт 2019 в 11:07
  • 1
    "если атомарные объекты имеют неверное выравнивание" А ну-ка покажите, как создать невыровненный объект в стандартном C++, не получив UB. :) 25 окт 2019 в 12:19
  • @HolyBlackCat, я понимаю, что создание невыровненных объектов - это UB. Просто интересно, как именно это ломает атомарные объекты.
    – MGNeo
    25 окт 2019 в 12:27

1 ответ 1

1

В С++ есть стандарт, и там написано что

1) все объекты должны быть выравнены, иначе поведение не определено
2) при гонках поведение не определено

Если вы используете невыравненные переменные, или если у вас гонки, читайте документацию процессора.

Например, в доках Интела, том 3A, глава 8.1.1 Guaranteed Atomic Operations:

The P6 family processors (and newer processors since) guarantee that the following additional memory operation will always be carried out atomically:
• Unaligned 16-, 32-, and 64-bit accesses to cached memory that fit within a cache line.

У других процессоров может быть другое поведение. Также оптимизатор С++ опирается на стандарт, а не на архитектуру процессора, и может выкинуть ваш нестандартный код.

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.