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c - CAS for c、openmp的实现

问题描述

我正在尝试实现比较和交换操作，以便我的线程知道是否基于 value 进入特定区域u_parent。我只想知道这是否是实现它的正确方法，以及我是否在某个地方出错了。

int *u_parent;
u_parent = &graph->parents[u]; 

if (*u_parent < 0) { 
    // This region should only be entered by each thread
    // if the value of u_parent is < -1.   

    graph->parents[u] = v;
    // ^-- If region is entered, this value is modified
    // by some variable v

    //Swap:
    u_parent = &graph->parents[u];

    DO_SOMETHING();
}

这个实现是否正确，因为在 CAS 操作后我仍然看到其他线程进入这个区域？

标签： cmultithreadingopenmp

解决方案

我正在尝试实现比较和交换操作

您不能在 C 中实现它。这样的操作必须是原子的，才能有意义地用于线程之间的同步目的。注意序列点和内存模型。

一些编译器为此提供了内置函数。（另见这个问题）。最近的 GCC 提供了原子内置指令，包括__atomic_compare_exchange通常编译成单个机器代码指令的指令。阅读关于比较和交换的维基页面

在 Linux 上，还要注意futex(7)。对于像CMPXCHG这样的机器指令，它们是许多pthreads(7)操作的构建块（因此需要一些汇编代码）。另请阅读一个很好的pthread 教程。C11 标准（阅读n1570）提供<stdatomic.h>（实际上，标准原子操作是编译器内置的，或使用现有的内置）。

还要研究现有自由软件C 标准库的源代码，例如 GNU glibc或musl-libc。您会看到许多同步原语是在 futex、汇编代码和/或编译器内置函数之上构建的。

此外，OpenMP（当它由编译器实现时）正在改变编译器的行为（当然还有生成的可执行文件）。

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