c++ - C/C++ 内存模型是否允许相同字节的不同粒度的原子？

Question

假设我有以下类型:

struct T {
  int32 high;
  int32 low;
};

是否定义了在所有 atomic_load 上执行原子访问(使用，例如 atomic_fetch_add ， x )的行为？ , &x->high , 和 &x->low (假设 U* x )？

我的理解是 C/C++ 内存模型是使用单个位置的历史定义的(以适应弱内存架构)。如果访问可以跨位置，这是否意味着跨位置同步？如果是这种情况，那么我认为这意味着历史本质上是按字节和访问 int就像在底层 4(或 8)个字节之间进行同步一样。

编辑 :修改示例以避免 union ，因为问题的主要部分是关于并发模型。

编辑 :修改为使用来自 stdatomic.h 的标准原子

Answer 1

对于 C11/C18(我不能谈论 C++)标准 atomic_xxx() <stdatomic.h> 的功能仅定义为取 _Atomic合格的论据。如此做atomic_xxx()对您的字段进行操作 struct T你需要:

struct T {
  _Atomic int32 high;
  _Atomic int32 low;
} ;

struct T foo, bar ;

然后你就可以做(例如) atomic_fetch_add(&foo->high, 42) .但是 bar = atomic_load(&foo)将是未定义的。

相反，你可以:

struct T {
  int32 high;
  int32 low;
} ;

_Atomic struct T foo ;
        struct T bar ;

现在 bar = atomic_load(&foo)被定义为。但可以访问 foo 中的任何单个字段未定义——无论是否为 _Atomic .

遵守标准， _Atomic xxxx对象应该被认为与“普通”完全不同 xxxx对象——它们可能有不同的大小、表示和对齐方式。类型转换 xxxx往/返 _Atomic xxxx因此，并不比投一个 struct 更明智到/来自另一个不同的 struct .

但是 , 用于 gcc 和 __atomic_xxx()内置插件，您可以执行处理器支持的任何操作。事实上，对于 gcc 来说，(否则)标准 atomic_xxx()将接受不是 _Atomic 的参数限定类型，并映射到内置函数。另一方面，clang 对待传递一个 not _Atomic标准函数的限定类型作为错误。恕我直言，这是 gcc 中的一个错误 <stdatomic.h> .