相关疑难解决方法(0)

一般地,对于int num,num++(或++num),作为读-修改-写操作中,是不是原子.但我经常看到编译器,例如GCC,为它生成以下代码(在这里尝试):

由于第5行对应于num++一条指令,我们可以得出结论,在这种情况下num++ 是原子的吗？

如果是这样,是否意味着如此生成num++可以在并发(多线程)场景中使用而没有任何数据争用的危险(例如,我们不需要制作它,std::atomic<int>并强加相关成本,因为它是无论如何原子)？

UPDATE

请注意,这个问题不是增量是否是原子的(它不是,而且是问题的开头行).它是否可以在特定场景中,即在某些情况下是否可以利用单指令性质来避免lock前缀的开销.而且,作为公认的答案约单处理器的机器,还有部分提到这个答案,在其评论和其他人谈话解释,它可以(尽管不是C或C++).

我想检查boost::variant在我的代码中应用的程序集输出,以便查看哪些中间调用被优化掉了.

当我编译以下示例(使用GCC 5.3 g++ -O3 -std=c++14 -S)时,似乎编译器优化了所有内容并直接返回100:

(...)
main:
.LFB9320:
    .cfi_startproc
    movl    $100, %eax
    ret
    .cfi_endproc
(...)

#include <boost/variant.hpp>

struct Foo
{
    int get() { return 100; }
};

struct Bar
{
    int get() { return 999; }
};

using Variant = boost::variant<Foo, Bar>;


int run(Variant v)
{
    return boost::apply_visitor([](auto& x){return x.get();}, v);
}
int main()
{
    Foo f;
    return run(f);
}

但是,完整的程序集输出包含的内容远远超过上面的摘录,对我而言,它看起来永远不会被调用.有没有办法告诉GCC/clang删除所有"噪音"并输出程序运行时实际调用的内容？

完整装配输出:

    .file   "main1.cpp"
    .section    .rodata.str1.8,"aMS",@progbits,1
    .align 8
.LC0:
    .string "/opt/boost/include/boost/variant/detail/forced_return.hpp"
    .section    .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
.LC1: …

来自Ira Baxter回答,为什么INC和DEC指令不会影响进位标志(CF)？

大多数情况下,我远离INC而DEC现在,因为他们做的部分条件代码更新,这样就可以在管道中引起滑稽的摊位,和ADD/ SUB没有.因此,无关紧要(大多数地方),我使用ADD/ SUB避免失速.我使用INC/ DEC仅在保持代码较小的情况下,例如,适合高速缓存行,其中一个或两个指令的大小产生足够的差异.这可能是毫无意义的纳米[字面意思!] - 优化,但我在编码习惯上相当老派.

我想问一下为什么它会导致管道中的停顿,而添加不会？毕竟,无论是ADD和INC更新标志寄存器.唯一的区别是INC不更新CF.但为什么重要呢？

我在llvm clang Apple LLVM 8.0.0版(clang-800.0.42.1)上反汇编代码:

int main() {
    float a=0.151234;
    float b=0.2;
    float c=a+b;
    printf("%f", c);
}

我编译时没有-O规范,但我也试过-O0(给出相同)和-O2(实际上计算值并存储它预先计算)

产生的反汇编如下(我删除了不相关的部分)

->  0x100000f30 <+0>:  pushq  %rbp
    0x100000f31 <+1>:  movq   %rsp, %rbp
    0x100000f34 <+4>:  subq   $0x10, %rsp
    0x100000f38 <+8>:  leaq   0x6d(%rip), %rdi       
    0x100000f3f <+15>: movss  0x5d(%rip), %xmm0           
    0x100000f47 <+23>: movss  0x59(%rip), %xmm1        
    0x100000f4f <+31>: movss  %xmm1, -0x4(%rbp)  
    0x100000f54 <+36>: movss  %xmm0, -0x8(%rbp)
    0x100000f59 <+41>: movss  -0x4(%rbp), %xmm0         
    0x100000f5e <+46>: addss  -0x8(%rbp), %xmm0
    0x100000f63 <+51>: movss  %xmm0, -0xc(%rbp)
    ...

显然它正在做以下事情:

1. 将两个浮点数加载到寄存器xmm0和xmm1上
2. 把它们放在堆栈中
3. 从堆栈加载一个值(不是之前的xmm0)到xmm0
4. 执行添加. …

这段代码来自 Pintos 源码：https : //www.cs.usfca.edu/~benson/cs326/pintos/pintos/src/threads/synch.c

void
sema_down (struct semaphore *sema) 
{
  enum intr_level old_level;

  ASSERT (sema != NULL);
  ASSERT (!intr_context ());

  old_level = intr_disable ();
  while (sema->value == 0) 
    {
      list_push_back (&sema->waiters, &thread_current ()->elem);
      thread_block ();
    }
  sema->value--;
  intr_set_level (old_level);
}

采取信号量的事实是sema->value--;。如果它有效，它必须是一个原子操作。我们怎么知道它实际上是原子操作？我知道现代 CPU 保证对齐的内存操作（对于字/双字/四字 - 它取决于）是原子的。但是，在这里，我不相信为什么它是原子的。