将指针转换为_Atomic指针和_Atomic大小

Question

通过我阅读标准，*(_Atomic TYPE*)&(TYPE){0}（用文字表示，将指向非原子的指针转换为指向相应原子和解除引用的指针）不受支持。

如果TYPE不是无锁，那么gcc和/或clang是否将其识别为扩展名？ （问题1）

第二个相关问题：我的印象是，如果TYPE无法实现为无锁原子，则需要将锁定嵌入相应的_Atomic TYPE中。但是，如果我让TYPE成为一个较大的结构，那么在clang和gcc它的大小与_Atomic TYPE相同。

两个问题的代码：

#include <stdatomic.h>
#include <stdio.h>

#if STRUCT
typedef struct {
    int x;
    char bytes[50];
} TYPE;
#else
typedef int TYPE;
#endif

TYPE x;

void f (_Atomic TYPE *X)
{
    *X = (TYPE){0};
}

void use_f()
{
    f((_Atomic TYPE*)(&x));
}

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("%zu %zu\n", sizeof(TYPE), sizeof(_Atomic TYPE));
}

现在，如果我用-DSTRUCT编译上面的代码片段，gcc和clang都会保持struct和它的原子变体的大小相同，并且它们会为商店生成一个名为__atomic_store的函数的调用（通过与-latomic链接来解析）。

如果在_Atomic版本的结构中没有嵌入锁，这是如何工作的？ （问题2）

Answer 1

_Atomic在Clang的某些角落情况下改变了对齐方式，GCC也可能在将来修复（PR 65146）。在这些情况下，通过强制转换添加_Atomic不起作用（从C标准的角度来看这很好，因为它是未定义的行为，正如您所指出的那样）。

如果对齐是正确的，那么使用__atomic builtins更合适，它就是针对这个用例而设计的：

• Built-in Functions for Memory Model Aware Atomic Operations

如上所述，这在ABI为普通（非原子）类型提供不充分对​​齐的情况下不起作用，并且_Atomic将改变对齐的情况（目前仅与Clang一起）。

这些内置函数也适用于非原子类型，因为它们使用外部锁。这也是使用相同机制的_Atomic类型不需要额外存储的原因。这意味着由于无意中共享锁而存在一些不必要的争用。如何实现这些锁是一个实现细节，可能会在未来版本的libatomic中发生变化。

通常，对于具有涉及锁定的原子内置类型的类型，将它们与共享或别名内存映射一起使用不起作用。这些内置也不是异步信号安全的。 （无论如何，所有这些功能在技术上都超出了C标准。）