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问在一个多核的corepack上寻找种族状态的原因
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Stack Overflow用户

提问于 2015-10-08 20:45:26

回答 1查看 79关注 0票数 0

我使用一个基于写索引和读索引的简单软件队列。

详细介绍；语言: C，编译器: GCC优化:带有额外参数的-O3，体系结构: Armv7a，CPU:多核，2 Cortex A-15，L2缓存:共享和启用，L1缓存:每个CPU，启用，体系结构应该是缓存一致性。

CPU 1负责写作，CPU 2负责阅读。下面是非常简单的示例代码。您可以假设索引的初始值为零。

共同：

#define QUE_LEN 4

unsigned int my_que_write_index = 0; //memory
unsigned int my_que_read_index = 0; //memory

struct my_que_struct{
  unsigned int param1;
  unsigned int param2;
};

struct my_que_struct my_que[QUE_LEN]; //memory

CPU 1运行：

void que_writer
{
unsigned int write_index_local;

write_index_local = my_que_write_index; //my_que_write_index is in memory
my_que[write_index_local].param1 = 16; //my_que is my queue and stored in memory also
my_que[write_index_local].param2 = 32;
//similar writing stuff

++write_index_local;
if(write_index_local == QUE_LEN) write_index_local = 0;

my_que_write_index = write_index_local;
}

CPU 2运行：

void que_reader()
{
unsigned int read_index_local, param1, param2;

read_index_local = my_que_read_index; //also in memory
while(read_index_local != my_que_write_index)
 {
   param1 = my_que[read_index_local].param1;

   if(param1 == 0) FATAL_ERROR;

   param2 = my_que[read_index_local].param2;
   //similar reading stuff

   my_que[read_index_local].param1 = 0;

   ++read_index_local;
   if(read_index_local == QUE_LEN) read_index_local = 0;
 }

my_que_read_index = read_index_local;
}

好的，在正常情况下，绝对不应该发生致命错误，因为队列的param1总是以16的常量存储。但是，不知怎么的，队列的param1发生了0，并且发生了致命错误。

很明显，这在某种程度上是一个种族状况的问题，但我不知道它是如何发生的。索引由CPU单独更新。

如果不了解问题的核心，我就不想用内存障碍填充我的代码。你知道这是怎么回事吗？

详细信息:这是一个裸金属系统，这些代码是中断禁用的，没有抢占或任务切换。

embedded

race-condition

armv7

gcc

回答 1

Stack Overflow用户

回答已采纳

发布于 2015-10-08 21:23:12

编译器和CPU可以根据需要重新安排存储和加载(即，只要单个线程程序无法观察到差异)。当然，对于多线程程序来说，这些效果是可以观察到的。

例如，这段代码

write_index_local = my_que_write_index;
my_que[write_index_local].param1 = 16;
my_que[write_index_local].param2 = 32;
++write_index_local;
if(write_index_local == QUE_LEN) write_index_local = 0;
my_que_write_index = write_index_local;

可能会像这样重新排序

a = my_que_write_index;
my_que_write_index = write_index_local == QUE_LEN - 1 ? 0 : a + 1;
my_que[a].param1 = 16;
my_que[a].param2 = 32;

要正确处理这些东西，就需要原子和屏障来避免这种重排序。查看Preshing的一系列关于atomics的优秀博客文章，这篇文章可能是一个很好的开始：http://preshing.com/20120612/an-introduction-to-lock-free-programming/，但是也可以查看下面的文章。

票数 1

页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持

原文链接：

https://stackoverflow.com/questions/33025642

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