Проверка блокировки для изменения глобального общего состояния в C с использованием выравнивания Cache-Line

Изменить: ST не позволяет публиковать более двух ссылок для новичков. Извините за недостающие ссылки.

Я пытаюсь уменьшить накладные расходы на блокировку в приложении C, где обнаружение изменений в глобальном состоянии имеет отношение к производительности. Несмотря на то, что в последнее время я много читаю в этой теме (например, от Х. Саттера и многих других), я не уверен в своей реализации. Я хотел бы использовать комбинацию операции типа CAS и DCL для проверки глобальной переменной Cache-Line Aligned, что позволяет избежать ложного обмена, чтобы обновлять локальные данные потоков из данных, разделяемых несколькими потоками. Недостаточная уверенность в основном связана с

• Мне не удалось интерпретировать документацию GNU на Type-Attributes
• Кажется, я не могу найти какую-либо литературу и примеры, которые я мог бы легко перевести на C, такие как выравнивание-к-кеш-строка-и-знание-кэш-размер строки на ST или 1 (хотя я, кажется, несколько отвечаю на мой вопрос, я не уверен в своей реализации)
• мой опыт работы с C ограничен.

Мои вопросы:

• Документация Type-Attributes гласит:

  Этот атрибут определяет минимальное выравнивание (в байтах) для переменных указанного тип. Например, объявления:

  (см. документацию по атрибутам Type-Attributes для декларации)

  заставляет компилятор застраховать (насколько это возможно), что каждая переменная, тип которой struct Sили more_aligned_int будет выделено и выровнено по крайней мере на границе 8-byte. На SPARC, имеющий все переменные типа struct S, выровненные с границами 8-byte, позволяет компилятор для использования инструкций ldd и std (doubleword load and store) при копировании одного переменная типа struct S на другую, что повышает эффективность во время выполнения.

  Означает ли это, что начало struct S или more_aligned_int всегда будет выровнено с границей 8-byte? Это не значит, что данные будут заполнены, чтобы использовать ровно 64 байта, правильно?

• Предполагая, что 1. истинно, что каждый экземпляр struct cache_line_aligned (см. пример Пример 1 ниже) выравнивается по границам 64-byte и использует ровно одну строку кэша (предполагая, что строки кэша 64 bytes в длину)

• Использование typedef для объявления типа не изменяет семантику __attribute__ ((aligned (64))) (см. пример Пример 2 ниже)

• Мне не нужно использовать aligned_malloc при создании экземпляра struct, если struct объявлена ​​с помощью __attribute__ ...

// Example 1
struct cache_line_aligned {
  int version;
  char padding[60];
} __attribute__ ((aligned (64)));

// Example 2
typedef struct {
  int version;  
  // place '__attribute__ ((aligned (64)))' after 'int version'
  // or at the end of the declaration 
  char padding[60];
} cache_line_aligned2 __attribute__ ((aligned (64)));

И, наконец, эскиз функции, использующей подход с выравниванием по линии с кешем, чтобы эффективно проверить, было ли изменено глобальное состояние каким-либо другим потоком:

void lazy_update_if_changed(int &t_version, char *t_data) {
  // Assuming 'g_cache_line_aligned' is an instance of 
  // 'struct cache_line_aligned' or 'struct cache_line_aligned2' 
  // and variables prefixed with 't_' being thread local 
  if(g_cache_line_aligned.version == t_version) {
    // do nothing and return
  } else {
    // enter critical section (acquire lock e.g. with pthread_mutex_lock) 
    t_version = g_cache_line_aligned.version
    // read other data that requires locking where changes are notified 
    // by modifying 'g_cache_line_aligned.version', e.g. t_data
    // leave critical section
  }
} 

Извините за длинный пост.

Спасибо!