增量在x86中是一个整数原子吗？[副本]

Question

在多核x86机器上，假设在core1上执行的线程增加一个整数变量a，同时Core2上的线程也增加它。假设a的初始值为0，那么它最终是否总是2？或者它还有其他价值？假设a被声明为volatile，并且我们没有使用原子变量（例如原子变量）

如果在这种情况下a的值实际上总是2，这是否意味着x86-64中的long int也将具有相同的属性，即a最终总是2？

Answer 1

因为没有人回答你真正的问题，而是告诉你如何以一种总是有效的方式去做：

线程1加载0的值

线程2加载0的值

线程1增加一个存储1

线程2递增其值的本地寄存器副本并存储1。

您可以看到结果为1，而不是结果为2。最后不一定总是2。

Answer 2

这里有一个证明，它在特定的实现（gcc）中不是原子的，正如你所看到的（？），gcc生成代码

1. 将值从内存加载到寄存器

这远远不是原子的。

$ cat t.c
volatile int a;

void func(void)
{
    a++;
}
[19:51:52 0 ~] $ gcc -O2 -c t.c
[19:51:55 0 ~] $ objdump -d t.o

t.o:     file format elf32-i386


Disassembly of section .text:

00000000 <func>:
   0:   a1 00 00 00 00          mov    0x0,%eax
   5:   83 c0 01                add    $0x1,%eax
   8:   a3 00 00 00 00          mov    %eax,0x0
   d:   c3                      ret

不要被mov指令中的0x0所愚弄，那里有4个字节的空间，链接器将在链接此对象文件时填充a的结果内存地址。

Answer 3

X86上的增量内存机器指令只有在使用LOCK前缀时才是原子的。

C和C中的X没有原子行为。如果您解锁增量，由于处理器正在读取和写入X的竞赛，如果两个单独的处理器尝试增量，您可能最终只能看到一个增量或两个增量（第二个处理器可能已经读取了初始值，将其增量，然后在第一个写回结果后写回）。

我相信C 11提供了原子增量，大多数供应商编译器都有一种惯用的方法来导致某些内置整数类型（通常是int和long）的原子增量；请参阅编译器参考手册。

如果您想增加一个“大值”（例如，一个多精度整数），您需要使用一些标准的锁定机制，如信号量。

请注意，您还需要担心原子读取。在x86上，如果32位或64位值是64位字对齐的，则读取该值恰好是原子的。对于“大价值”来说，情况并非如此；同样，您需要一些标准锁。