Question

在C代码中，我在共享内存中有一个64位值，由连接到该共享内存的不同进程访问。目前读取和写入由自旋锁覆盖，但是在编译中，保证对齐的64位读取不会被“撕裂”（即，读取是原子的）我可以省略自旋锁覆盖，因为“略微陈旧”的版本价值很好。代码需要能够在各种硬件（包括32位和64位计算机; Intel，AMD，Sparc Solaris，IBM Power7和Power8以及许多其他计算机），操作系统环境（包括Linux，Windows和HP-UX）和编译器（gcc和clang，其中许多 - C89或更高版本）;虽然如果我“喋喋不休”将螺旋锁保持在无法确定省略它们的安全性的环境中，那就没关系了。当然，更安全的平台，我可以确定它是安全的，更好。

确定这种对齐的64位读取是否保证来自单个64位写入的最安全，最便携的方法是什么？

根据目前为止的评论，最好显示一些相关代码。

在我的机器上，src/include/pg_config.h：

/* src/include/pg_config.h.  Generated from pg_config.h.in by configure.  */
/* src/include/pg_config.h.in.  Generated from configure.in by autoheader.  */

[...]

/* Define to 1 if `long int' works and is 64 bits. */
#define HAVE_LONG_INT_64 1

许多这样的编译时常量是根据./configure运行时的内容定义的。

在src/include/c.h：

/*
 * 64-bit integers
 */
#ifdef HAVE_LONG_INT_64
/* Plain "long int" fits, use it */

#ifndef HAVE_INT64
typedef long int int64;
#endif
#ifndef HAVE_UINT64
typedef unsigned long int uint64;
#endif
#elif defined(HAVE_LONG_LONG_INT_64)
/* We have working support for "long long int", use that */

#ifndef HAVE_INT64
typedef long long int int64;
#endif
#ifndef HAVE_UINT64
typedef unsigned long long int uint64;
#endif
#else
/* neither HAVE_LONG_INT_64 nor HAVE_LONG_LONG_INT_64 */
#error must have a working 64-bit integer datatype
#endif

我正在努力改进的代码如下。 oldSnapshotControl是指向共享内存中结构的指针，threshold_timestamp是该结构中的一个字段，定义为int64。请注意函数注释中的XXX块。

/*
 * Get timestamp through which vacuum may have processed based on last stored
 * value for threshold_timestamp.
 *
 * XXX: If we can trust a read of an int64 value to be atomic, we can skip the
 * spinlock here.
 */
int64
GetOldSnapshotThresholdTimestamp(void)
{
    int64       threshold_timestamp;

    SpinLockAcquire(&oldSnapshotControl->mutex_threshold);
    threshold_timestamp = oldSnapshotControl->threshold_timestamp;
    SpinLockRelease(&oldSnapshotControl->mutex_threshold);

    return threshold_timestamp;
}

Answer 1

在C11之前，没有任何数据类型的读取，但可能sig_atomic_t被认为是原子的（在你解决它的意义上），它根本不是语言的一部分，而且该版本的C可以从来不保证。并且有很多平台，实际上它不会是原子的。

从C11开始，你就拥有语言中包含的原子（广义上），更新版本的gcc和clang支持该功能。如果您想要可移植代码，这将是未来的证明。

如果您对可移植性较差感到满意，可以使用以__sync_开头的gcc内置扩展，它基本上对基本整数类型执行原子操作。在这里，您将__GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_XX的宏XX替换为字节数的宽度，以告诉您是否支持此类操作。

这些gcc扩展已存在很长时间了，clang也有它们。

Answer 2

您可以使用sig_atomic_t

是对象的（可能是volatile限定的）整数类型可以作为原子实体访问，即使存在异步中断。

从C89开始发现。在<stdint.h>标头中，定义了以下宏

SIG_ATOMIC_MIN
SIG_ATOMIC_MAX

但是，仅来自C99（您的编译器可能具有类似的实现定义的宏）。然后只需#if SIG_ATOMIC_MAX == 64BIT_MAX;通过使用实现定义的宏64BIT_MAX或两者，可以使用limits.h - s和#if - s来找到#define。

虽然您保证sig_atomic_t将是原子的，但它可能小于64位：例如，我的64位平台sig_atomic_t仍为int。

最简单的解决方案可能是依赖外部工具（如cmake，autotools等），并让他们为您找到答案。

是否有#define来确定读取对齐的64位值是否为原子？

2 个答案: