线程是不是可以自动更新共享内存的 4 个不同位置？

Posted 2023-02-16

【中文标题】线程是不是可以自动更新共享内存的 4 个不同位置？

【英文标题】：Is it possible for a thread to atomically update 4 different places of the shared memory?线程是否可以自动更新共享内存的 4 个不同位置？

【发布时间】：2019-04-25 13:30:54

【问题描述】：

假设内核的一个线程试图更新共享内存上的 4 个不同位置。如果任何其他线程覆盖了这些位置中的任何一个，我能否导致该操作失败并被撤销？具体来说，这可以原子执行吗？

mem[a] = x;
mem[b] = y;
mem[c] = z;
mem[d] = w;

【问题讨论】：

不，它不能以原子方式执行，在一般情况下，a、b、c 和 d 是任意的，和/或 x、@987654327 @、z、w 均为 32 位或更大。 “原子地”是指使用硬件提供的原子 RMW 操作。您可以使用临界区来实现这样的事情，可能会付出相当大的性能成本、代码复杂性和脆弱性。另一种选择是重铸您的算法以使用某种形式的并行缩减。

我明白了，谢谢。我将围绕这个限制重新考虑我的算法。顺便说一句，这条评论看起来像是一个有效的答案。

【参考方案1】：

没有，特殊情况除外。

这不能以原子方式执行，在一般情况下，a、b、c 和 d 是任意的（即不一定相邻）和/或 x、@987654330 @、z、w 均为 32 位或更大。

我使用“原子”来指代an atomic RMW operation that the hardware provides。

此类操作最多限制为 64 位，因此 4 个 32 位或更大的数量无法工作。此外，所有数据必须是连续的并且“自然”对齐，因此不能在单个原子循环中访问独立的位置。

在 4 个数量为 16 位或 8 位数量且相邻且对齐的特殊情况下，您可以使用 custom atomic。

要考虑的替代方案：

您可以使用critical sections 来实现这些目标，但可能会付出相当大的性能成本、代码复杂性和脆弱性。

另一种选择是重铸您的算法以使用某种形式的parallel reduction。由于您似乎在线程块级别进行操作，因此这可能是最好的方法。