64 位比较交换 (CAPS) 是不是应该在 32 位机器上工作？ （或 64 位机器？）

Posted 2023-02-16

【中文标题】64 位比较交换 (CAPS) 是不是应该在 32 位机器上工作？ （或 64 位机器？）

【英文标题】：Should 64bit Compare&Swap (CAS) work on a 32bit machine? (or 64bit machine?)64 位比较交换 (CAPS) 是否应该在 32 位机器上工作？ （或 64 位机器？）

【发布时间】：2012-02-13 00:20:50

【问题描述】：

所以我读到，在 32 位机器上，可以将 CAS 操作与对齐的 64 位块一起使用。 同样，在 64 位机器中，可以使用 CAS 操作与对齐的 128 位块。

我使用的是 32 位机器，所以我尝试了以下方法：

// sizeof(long long) is 8 bytes, so 64 bits
long long y = 12;
long long z = 12;
long long x = 99;
__sync_bool_compare_and_swap(&y, z, x);

并且CAS 成功将y 的值更改为99。

但后来我尝试使用 char array[8];（大小为 64 位）而不是 long long。我愿意：

char full[8] = '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7'; 
char full2[8] = '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7';   
char full3[8] = '5', '8', '9', 'G', 'X', '5', '6', 'U';
__sync_bool_compare_and_swap(full, full2, full3);  

但在这种情况下，CAS 失败，尽管 full 和 full2 具有完全相同的数据。 （我还检查了 full 和 full2 正确对齐的位置）

所以第一次似乎CAS可以用于64位，但第二次似乎不能。任何想法为什么？

编辑

（64位机器怎么样？）

好的，所以问题是我在我的CAS 中使用了char *，而这些只是被检查了。所以解决方案是转换为 long long 或 uint64_t，它们是 64 位值。

但是当我需要使用 128bit 值时，我应该如何处理 64bit 机器？ long long 在 64 位机器中仍然是 64 位，而 uint128_t 在 C 中似乎不存在。那么我应该转换为哪种类型？ double long 在我的 64 位机器中似乎是 128 位，但是在执行以下操作时：

  double long y = 32432143243214;
  double long z = 32432143243214;

  int x = __sync_bool_compare_and_swap(&y, z, 1234321990);

我得到这个编译错误 error: incompatible type for argument 1 of ‘__sync_bool_compare_and_swap’.

【问题讨论】：

看起来你正在衰减到指针并且没有传递值

【参考方案1】：

您应该传递 full2 和 full3 的值，而不是指向它的指针。另外，您应该注意对齐方式。

__sync_bool_compare_and_swap((long long*)full,*(long long*)full2,*(long long*)full3);

（当然，这不是可移植的。如果要便携，请使用uint64_t而不是long long）

【讨论】：

__sync_bool_compare_and_swap/CMPXCHG*B 本身不是可移植的。

我对其进行了测试，结果输出不正确：5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,

感谢您的回答，您能检查我的编辑（在问题中）吗？

既然您更改了答案以匹配我的答案，您会考虑添加一些原创内容还是删除它以防止噪音？为了发表评论，您发布的原始答案是 __sync_bool_compare_and_swap(full,(long long)full2,(long long)full3)，没有投射第一个指针。跨度>

是的，但是如果没有我的第二条评论，用户在编辑历史之前看到的我最初的评论会令人困惑。

【参考方案2】：

看来您忘记取消引用指针并进行转换了。

我测试过，这是唯一正确的组合：

__sync_bool_compare_and_swap((long long*)full, *(long long *)full2, *(long long *)full3);

您需要转换第一个参数，否则它只会交换第一个字符。

关于处理 128 位双长，这是来自 gcc 4.1.2 docs。

英特尔文档中给出的定义仅允许 使用类型 int、long、long long 以及它们的 unsigned 同行。 GCC 将允许任何整数标量或指针类型，即 1、2、4 或 长度为 8 个字节。

所以看起来你不能使用这个函数来处理这种情况。

【讨论】：

您可以将数组的名称作为地址传递 - 您不应该为此进行转换。 （不同指针类型的大小可能会有所不同，但我们这里已经用UB漏掉了）

编译器也会检查指针类型，并且这个函数对几种指针类型进行了重载，所以在这里很重要（例如 f(int*) 和 f(char*) 会根据不同的指针调用不同的函数）投掷）。我试过你的解决方案，它只交换了第一个字符。

谢谢。我没有考虑过这种超载。

感谢您的回答（再次），您能检查我的编辑（在问题中）吗？

【参考方案3】：

您将char * 传递给__sync_bool_compare_and_swap。假设您的 char 数组（全部三个！）正确对齐到 64 位（如果它们以您显示的方式分配，它们可能不是 - 使用 malloc！），在传递给之前尝试转换为 (long long *) __sync_bool_compare_and_swap。否则，使用内联汇编器并直接调用CMPXCHG8B。

【讨论】：

感谢您的回答，您能检查我的编辑（在问题中）吗？

@FookoR.，为 128 位 CAS 问题打开一个新问题，它有一个非常不同的答案（一旦你这样做，就给我一个链接）