C/C 標準は、ARM および x86-64 アーキテクチャ上のあらゆるデータ型に対するアトミック操作を保証しますか?

ARM および x86-64: 保証されたアトミック タイプなし

当初の想定に反して、C/C 言語標準ではアトミック タイプが保証されていません。 64 ビットでも、特定のデータ型に対するアトミック操作

シグナルによるアトミック アクセスとスレッドによるアトミック アクセス

アトミック性の 2 つの概念を区別することが重要です。

• アトミックシグナルに関して: シグナルの安全性を確保し、シグナル後の更新値の正しい読み取りを可能にします。同じスレッド内での割り込み。
• スレッドに関してアトミック: 複数のスレッド間でデータの整合性を確保し、同時アクセス中の破損を防ぎます。

ARM および x86-64 での GCC 実装

一方、最新の CPU ARMv8 や x86-64 のように、特定の操作に対するアトミック アクセスが保証される場合がありますが、これらの保証は言語レベルでは反映されません。 GCC およびその他のコンパイラーは、次の例で示すように、ハードウェア レベルのアトミック性に違反する方法でコードを最適化できます。

volatile uint32_t x;

uint32_t foo(void) {
    return (x >> 8) & 0xffff;
}

x が 32 ビット変数であっても、GCC は foo を 2 つの別々の 16 ビットとしてコンパイルします。 -bit ロード。x が同時に変更された場合、非アトミック読み取りが行われる可能性があります。

への依存std::atomic または _Atomic

C および C でアトミック操作を保証する唯一の方法は、必要な同期を提供する std::atomic (C ) または _Atomic (C) 型を明示的に使用することです。スレッドセーフなアクセスを保証するメカニズム。

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