Чейз Лев дек заборы

#c #multithreading #containers #atomic #lock-free

Вопрос:

Я прочитал статью «Правильное и эффективное воровство работы для моделей со слабой памятью», в которой авторы приводят этот код:

 int take(Deque *q) {
    size_t b = load_explicit(amp;q->bottom, relaxed) - 1;
    Array *a = load_explicit(amp;q->array, relaxed);
    store_explicit(amp;q->bottom, b, relaxed);
    thread_fence(seq_cst);

    size_t t = load_explicit(amp;q->top, relaxed);
    int x;
    if (t <= b) {
        /* Non-empty queue. */
        x = load_explicit(amp;a->buffer[b % a->size], relaxed);
        if (t == b) {
            /* Single last element in queue. */
            if (!compare_exchange_strong_explicit(amp;q->top, amp;t, t   1, seq_cst, relaxed))
                /* Failed race. */

                x = EMPTY;
            store_explicit(amp;q->bottom, b   1, relaxed);
        }
    } else { /* Empty queue. */
        x = EMPTY;
        store_explicit(amp;q->bottom, b   1, relaxed);
    }
    return x;
}

void push(Deque *q, int x) {
    size_t b = load_explicit(amp;q->bottom, relaxed);
    size_t t = load_explicit(amp;q->top, acquire);
    Array *a = load_explicit(amp;q->array, relaxed);
    if (b - t > a->size - 1) { /* Full queue. */
        resize(q);
        a = load_explicit(amp;q->array, relaxed);
    }
    store_explicit(amp;a->buffer[b % a->size], x, relaxed);
    thread_fence(release);
    store_explicit(amp;q->bottom, b   1, relaxed);
}

int steal(Deque *q) {
    size_t t = load_explicit(amp;q->top, acquire);
    thread_fence(seq_cst);
    size_t b = load_explicit(amp;q->bottom, acquire);
    int x = EMPTY;
    if (t < b) {
        /* Non-empty queue. */
        Array *a = load_explicit(amp;q->array, consume);
        x = load_explicit(amp;a->buffer[t % a->size], relaxed);
        if (!compare_exchange_strong_explicit(amp;q->top, amp;t, t   1, seq_cst, relaxed))
        /* Failed race. */
            return ABORT;
    }
    return x;
}
 

Как мы видим, при краже они используют seq_cst забор. Кроме того, они используют этот забор в своей работе. У меня есть два вопроса:

  • Зачем нам нужен этот забор в операциях кражи: можете ли вы объяснить какой-нибудь пошаговый пример ситуации, в которой без этого забора в краже мы можем получить неопределенное поведение или состояние гонки?
  • Почему мы не можем заменить этот забор в операции взятия, просто выполнив операцию сохранения памяти (или ограждения) (в нижнюю переменную, она же b )?