“lock cmpxchg”如何在汇编中工作？

Question

我遇到了这个旧的（4.8.3 之前的 GCC -- 错误 60272）错误报告 https://gcc.gnu.org/ml/gcc-bugs/2014-02/msg01951.html。现在已修复。但我对此有一个疑问。我编译了以下代码sn -p

#include <atomic>
struct Node { Node* next; };
void Push(std::atomic<Node*>& head, Node* node)
{
    node->next = head.load();
    while(!head.compare_exchange_weak(node->next, node))
        ;
}

void Pop(std::atomic<Node*>& head){
    for(;;){
        Node* value=head.exchange(nullptr);
        if(value){
            delete value;
            break;
        }
    }
}

与：

g++ -S -std=c++11 -pthread -O3 test.cc -o test.S

生成的程序集有以下内容（我只放了相关部分）：

.....
  4 .L4:
  5   lock cmpxchgq %rsi, (%rdi)
  6   jne .L6
  7   rep ret
  8   .p2align 4,,10
  9   .p2align 3
 10 .L6:
 11   movq  %rax, (%rsi)
 12   jmp .L4
.....

这是我的问题。假设这段代码与 2 个线程同时运行。对于 T1，第 5 行被执行，然后 T1 被中断，T2 做了一些可能使队列弹出完成的事情。当操作系统重新安排 T1 时，它将从第 6 行恢复，在执行 jne 之前有人应该**重新评估**条件。但是如果不重新评估它，那么这可能会导致内存损坏。我的想法是否正确？

Answer 1

cmpxchg 指令只有在匹配eax 时才会设置dst。否则它将跳转到L6 更新eax 并重新启动循环。 lock 前缀允许对当前指令的任何内存操作数进行独占访问。换句话说，这个atomically 推送节点直到它成功。这个错误是因为他们最初没有检查结果。