c - 在 Linux 内核中设置或清除位的平台独立方式

Question

我目前正在阅读 Robert Love 的 Linux Kernel Development 第三版，在解释 set_bit()、clear_bit 的部分后我遇到了一个奇怪的陈述() 原子函数及其非原子兄弟函数，__set_bit() 和 __clear_bit():

Unlike the atomic integer operations, code typically has no choice whether to use the bitwise operations—they are the only portable way to set a specific bit.

-p。 183(强调我自己的)

我知道这些操作可以在单个特定于平台的汇编指令中实现，这就是存在这些内联函数的原因。但我很好奇为什么作者说这些是做这些事情的唯一可移植方式。例如，我相信我可以在 unsigned long x 中非原子地设置位 nr 通过在纯 C 中执行此操作:

x |= 1UL << nr;

同样，我可以通过执行以下操作以非原子方式清除 unsigned long x 中的 nr 位:

x &= ~(1UL << nr);

当然，根据编译器的复杂程度，它们可能会编译成几条指令，因此它们可能不如 __set_bit() 和 __clear_bit() 函数。

我是不是漏掉了什么？这个短语只是一个稍微懒惰的简化，还是我上面介绍的设置和清除位的方法有什么不可移植的地方？

编辑:虽然 GCC 相当复杂，但它仍然执行位移，而不是像 __set_bit() 函数那样使用单个指令，即使在 -O3(版本 6.2.1)上。例如:

stephen at greed in ~/code 
$ gcc -g -c set.c -O3         

stephen at greed in ~/code 
$ objdump -d -M intel -S set.o

set.o:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .text.startup:

0000000000000000 <main>:
#include<stdio.h>
int main(int argc, char *argv)
{
  unsigned long x = 0;
  x |= (1UL << argc);
   0:   89 f9                   mov    ecx,edi
   2:   be 01 00 00 00          mov    esi,0x1
   7:   48 83 ec 08             sub    rsp,0x8
   b:   48 d3 e6                shl    rsi,cl
   e:   bf 00 00 00 00          mov    edi,0x0
  13:   31 c0                   xor    eax,eax
  15:   e8 00 00 00 00          call   1a <main+0x1a>
{
  1a:   31 c0                   xor    eax,eax
  x |= (1UL << argc);
  1c:   48 83 c4 08             add    rsp,0x8
  printf("x=%x\n", x);
  20:   c3                      ret 

Answer 1

在原子整数运算的上下文中，“按位运算”也表示原子运算。

非原子位运算没有什么特别之处(除了它们支持大于 BITS_PER_LONG 的数字)，所以 generic implementation总是正确的，并且只需要特定于体系结构的实现来优化性能。