Question

在多任务环境中。如果任务具有表达式y = x + x;，则在两次读取x之间可能发生中断（任务切换）。

Answer 1

在大多数情况下，编译器生成的代码只会读取x一次，因为优化很简单。事实上，它甚至可能将操作转换为右移，相当于x << 1。但是你不能保证，如果x被声明为volatile，它必然会使两次读取在读取低阶和高阶词之间不会中断（反之亦然），在这种情况下，y的分配也是可以中断的。

另一个问题是，如果x不是原子数据类型（即无法在单个指令中读取），例如16位目标上的32位类型，那么即使它是一个单读，可能是可中断的。

在任何一种情况下，如果x本身（或第二种情况下的y）在上下文之间共享，通常只会出现问题（在这种情况下，它也应该声明为volatile所以两次读取是必要的），或者如果由于某种原因，分配的时间在某种程度上是关键的，并且需要完全确定（不太可能）。

如果x是共享的，因此是volatile但是是原子类型，此示例中的简单解决方案是编写表达式y = x << 1或{{ 1}}确保y = x * 2只读一次。其中x不是原子的 - 您可能需要锁定调度程序或禁用中断（即使用关键部分），或者更有选择地使用互斥锁保护访问权限。对于表达式不能简化为对共享变量的单个引用的更复杂的表达式，只需将变量分配给非共享的本地临时变量，即可确保只读取一次。原子性问题仍然存在。

Answer 2

这里是x86架构的特定答案，与传统的调度程序（https://en.wikipedia.org/wiki/Completely_Fair_Scheduler）一起使用。看看这个asm代码，由gcc为x86生成，优化设置为-OS0。

https://godbolt.org/g/AfKTkF

int main(void) {
  int y;
  int x = 5;
  y = x + x;
}

转向

main:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movl    $5, -4(%rbp)
        movl    -4(%rbp), %eax  #read x
        addl    %eax, %eax      #execute x + x
        movl    %eax, -8(%rbp)
        movl    $0, %eax
        popq    %rbp
        ret

正如你所看到的，x只被读取一次，因此暗示即使有任务切换，也不会有第二次读取。

修改 EOL在评论中指出x确实可以读取两次，修改上面的代码产生如下：

volatile x = 5;

强制编译器插入两个movl操作（而不是一个）：

movl -8(%rbp), %edx movl -8(%rbp), %eax

这不会让我的第一次猜错。编译器将优化变量的读访问（如果它是简单类型）并删除第二次读取。 volatile关键字强制编译器访问寄存器中的最新值。第一个代码不会强制读取 - 因此在线程切换和修改x时会产生其他结果。

确定干扰的可能性

2 个答案: