c - 如何保证 64 位写入是原子的？

Question

在基于 Intel x86 的平台(特别是基于 Intel 的 Mac，使用 Intel 编译器运行 MacOSX 10.4)上用 C 语言编程时，何时可以保证 64 位写入是原子的？例如:

unsigned long long int y;
y = 0xfedcba87654321ULL;
/* ... a bunch of other time-consuming stuff happens... */
y = 0x12345678abcdefULL;

如果在对 y 的第一个赋值执行完成后另一个线程正在检查 y 的值，我想确保它看到值 0xfedcba87654321 或值 0x12345678abcdef，而不是它们的某种混合。我想在没有任何锁定的情况下执行此操作，并且如果可能的话没有任何额外的代码。我希望，在能够支持 64 位代码的操作系统 (MacOSX 10.4) 上使用 64 位编译器(64 位 Intel 编译器)时，这些 64 位写入将是原子的。这总是正确的吗？

Answer 1

最好的办法是避免尝试使用原语构建自己的系统，而是使用锁定，除非它真的在分析时显示为热点。 (如果你认为你可以聪明地避免锁，请不要。你不是。那是包括我和其他人在内的一般“你”。)你应该至少使用自旋锁，参见 spinlock(3) .无论您做什么，都不要尝试实现“您自己的”锁。你会弄错的。

最终，您需要使用操作系统提供的任何锁定或原子操作。在所有情况中让这些事情完全正确是极其困难的。通常它可能涉及诸如特定处理器的特定版本的勘误之类的知识。 (“哦，该处理器的 2.0 版没有在正确的时间进行缓存一致性监听，它在 2.0.1 版中已修复，但在 2.0 上你需要插入一个 NOP。”)只是在 C 语言的变量上加上 volatile 关键字几乎总是不够的。

在 Mac OS X 上，这意味着您需要使用 atomic(3) 中列出的功能对 32 位、64 位和指针大小的量执行真正的跨所有 CPU 的原子操作。 (将后者用于指针上的任何原子操作，这样你就可以自动兼容 32/64 位。)无论你想做原子比较和交换、递增/递减、自旋锁定还是堆栈/队列等操作，都是如此管理。幸运的是spinlock(3) , atomic(3) , 和 barrier(3)所有功能都应在 Mac OS X 支持的所有 CPU 上正常工作。