修改指针值的操作是一个原子操作?

iterator

ULK上在讲rcu的时候,提到写者会修改指针,然后说"修改指针值的操作是一个原子操作".
为什么是原子操作呢??怎么保证的?

zx_wing

原帖由 iterator 于 2008-5-18 14:54 发表
ULK上在讲rcu的时候,提到写者会修改指针,然后说"修改指针值的操作是一个原子操作".
为什么是原子操作呢??怎么保证的?

在x86上单一的写是原子的。每个写操作之前会发起cache同步，所以一个CPU在写的时候，其它CPU无法发起cache同步，必须等该CPU写完（具体机制我也不清楚，原理应该是这样的）。
如果修改指针仅仅是给指针赋值，那就是一个单一的写操作，是原子的。

crspo

原帖由 iterator 于 2008-5-18 14:54 发表
ULK上在讲rcu的时候,提到写者会修改指针,然后说"修改指针值的操作是一个原子操作".
为什么是原子操作呢??怎么保证的?

7.1.1       Guaranteed Atomic Operations The Intel486 processor (and newer processors since) guarantees that the following basic memory operations will always be carried out atomically: •   Reading or writing a byte •   Reading or writing a word aligned on a 16-bit boundary •   Reading or writing a doubleword aligned on a 32-bit boundary The Pentium processor (and newer processors since) guarantees that the following additional memory operations will always be carried out atomically: •   Reading or writing a quadword aligned on a 64-bit boundary •   16-bit accesses to uncached memory locations that fit within a 32-bit data bus 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 Accesses to cacheable memory that are split across bus widths, cache lines, and page boundaries are not guaranteed to be atomic by the Intel Core 2 Duo, Intel Core Duo, Pentium M, Pentium 4, Intel Xeon, P6 family, Pentium, and Intel486 processors. The Intel Core 2 Duo, Intel Core Duo, Pentium M, Pentium 4, Intel Xeon, and P6 family processors provide bus control signals that permit external memory subsystems to make split accesses atomic; however, nonaligned data accesses will seriously impact the performance of the processor and should be avoided.

iterator

多谢.可3楼上怎么又说必须是32位对齐的呢?

另外,请教cacheable memory和externel memory subsystems都是什么意思?

zx_wing

原帖由 iterator 于 2008-5-19 10:48 发表
多谢.可3楼上怎么又说必须是32位对齐的呢?

另外,请教cacheable memory和externel memory subsystems都是什么意思?

有不对齐的指针吗？
crpso贴的是IA32 spec关于原子操作的规定，里面内容有些是晦涩和不清楚的，例如“16-bit accesses to uncached memory locations that fit within a 32-bit data bus”
通常我们把它归纳成：对于单一的读写操作，对齐的访问是原子的，cacheline内的访问是原子的。
cacheable memory，大部分内存都是cacheable的，这里的cache指用CPU的cache。
externel memory subsystems，应该是指除了本地内存控制器直接访问的内存外，还有通过其它总线间接访问的内存。我觉得NUMA应该属于这种情况。

[ 本帖最后由 zx_wing 于 2008-5-19 11:42 编辑 ]

iterator

还是不太懂.要是一个结构体用attribute packed声明了,它内部的指针成员不就有可能不对齐了吗?

albcamus

原帖由 iterator 于 2008-5-19 12:31 发表
还是不太懂.要是一个结构体用attribute packed声明了,它内部的指针成员不就有可能不对齐了吗?

是有这个可能。

这样的32位写操作不见得是原子的。

但只要32位对齐（除非你告诉编译器不要这样做，否则都是对齐的），就是原子的。

zx_wing

原帖由 iterator 于 2008-5-19 12:31 发表
还是不太懂.要是一个结构体用attribute packed声明了,它内部的指针成员不就有可能不对齐了吗?

不行的，__attribute__ ((packed))不是万能的，它无法构造一个不对齐的指针。
例如

struct
{
   char a;
   char *str;
   char b;
} __attribute__ ((packed)) x;

仍然会对齐

zx_wing

`packed'
     The `packed' attribute specifies that a variable or structure field
     should have the smallest possible alignment--one byte for a
     variable, and one bit for a field, unless you specify a larger
     value with the `aligned' attribute.

packed带来的紧凑模式是以最小单位对齐，并不是不对齐。

iterator

原帖由 zx_wing 于 2008-5-19 12:41 发表

不行的，__attribute__ ((packed))不是万能的，它无法构造一个不对齐的指针。
例如

仍然会对齐

那个str应该不是32位对齐的呀