Почему функции, использующие std :: mutex, выполняют нулевую проверку адреса pthread_key_create?

Возьмем эту простую функцию, которая увеличивает целое число под блокировкой, реализованной std::mutex:

#include <mutex>

std::mutex m;

void inc(int& i) {
std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
i++;
}

Я ожидал бы, что это (после встраивания) скомпилируется прямым способом к вызову m.lock() приращение i а потом m.unlock(),

Проверка сгенерированной сборки на наличие последних версий gcc а также clangОднако мы видим дополнительное осложнение. Принимая gcc версия первая:

inc(int&):
mov eax, OFFSET FLAT:__gthrw___pthread_key_create(unsigned int*, void (*)(void*))
test rax, rax
je .L2
push rbx
mov rbx, rdi
mov edi, OFFSET FLAT:m
call __gthrw_pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t*)
test eax, eax
jne .L10
add DWORD PTR [rbx], 1
mov edi, OFFSET FLAT:m
pop rbx
jmp __gthrw_pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t*)
.L2:
add DWORD PTR [rdi], 1
ret
.L10:
mov edi, eax
call std::__throw_system_error(int)

Это первые пару строк, которые интересны. Собранный код проверяет адрес __gthrw___pthread_key_create (который является реализацией для pthread_key_create — функция для создания локального ключа потока), и если он равен нулю, он переходит к .L2 который реализует приращение в одной инструкции без какой-либо блокировки вообще.

Если он не равен нулю, он работает так, как ожидалось: блокирует мьютекс, делает приращение и разблокирует.

clang делает еще больше: проверяет адрес функции дважды, один раз перед lock и однажды перед unlock:

inc(int&): # @inc(int&)
push rbx
mov rbx, rdi
mov eax, __pthread_key_create
test rax, rax
je .LBB0_4
mov edi, m
call pthread_mutex_lock
test eax, eax
jne .LBB0_6
inc dword ptr [rbx]
mov eax, __pthread_key_create
test rax, rax
je .LBB0_5
mov edi, m
pop rbx
jmp pthread_mutex_unlock # TAILCALL
.LBB0_4:
inc dword ptr [rbx]
.LBB0_5:
pop rbx
ret
.LBB0_6:
mov edi, eax
call std::__throw_system_error(int)

Какова цель этой проверки?

Может быть, это для поддержки случая, когда объектный файл в конечном итоге скомпилирован в двоичный файл без поддержки pthreads, а затем для возврата к версии без блокировки в этом случае? Я не смог найти никакой документации по этому поведению.

7

Решение

Ваше предположение выглядит правильным. От libgcc/gthr-posix.h файл в исходном хранилище gcc (https://github.com/gcc-mirror/gcc.git):

/* For a program to be multi-threaded the only thing that it certainly must
be using is pthread_create.  However, there may be other libraries that
intercept pthread_create with their own definitions to wrap pthreads
functionality for some purpose.  In those cases, pthread_create being
defined might not necessarily mean that libpthread is actually linked
in.

For the GNU C library, we can use a known internal name.  This is always
available in the ABI, but no other library would define it.  That is
ideal, since any public pthread function might be intercepted just as
pthread_create might be.  __pthread_key_create is an "internal"implementation symbol, but it is part of the public exported ABI.  Also,
it's among the symbols that the static libpthread.a always links in
whenever pthread_create is used, so there is no danger of a false
negative result in any statically-linked, multi-threaded program.

For others, we choose pthread_cancel as a function that seems unlikely
to be redefined by an interceptor library.  The bionic (Android) C
library does not provide pthread_cancel, so we do use pthread_create
there (and interceptor libraries lose).  */

#ifdef __GLIBC__
__gthrw2(__gthrw_(__pthread_key_create),
__pthread_key_create,
pthread_key_create)
# define GTHR_ACTIVE_PROXY  __gthrw_(__pthread_key_create)
#elif defined (__BIONIC__)
# define GTHR_ACTIVE_PROXY  __gthrw_(pthread_create)
#else
# define GTHR_ACTIVE_PROXY  __gthrw_(pthread_cancel)
#endif

static inline int
__gthread_active_p (void)
{
static void *const __gthread_active_ptr
= __extension__ (void *) &GTHR_ACTIVE_PROXY;
return __gthread_active_ptr != 0;
}

Затем на протяжении оставшейся части файла многие из API-интерфейсов pthread помещаются внутри проверок в __gthread_active_p() функция. Если __gthread_active_p() возвращает 0, ничего не сделано, и успех возвращается.

3

Другие решения

Других решений пока нет …

По вопросам рекламы [email protected]