libstdc++: Use __libc_single_threaded to optimise atomics [PR 96817]
authorJonathan Wakely <jwakely@redhat.com>
Sat, 26 Sep 2020 19:32:36 +0000 (20:32 +0100)
committerJonathan Wakely <jwakely@redhat.com>
Sat, 26 Sep 2020 19:32:36 +0000 (20:32 +0100)
commite6923541fae5081b646f240d54de2a32e17a0382
tree3c3af77ca37a9b2f461141e3a08ff459b0963209
parent3991912e260d68f0da8d3711b5258c3a3009dc4c
libstdc++: Use __libc_single_threaded to optimise atomics [PR 96817]

Glibc 2.32 adds a global variable that says whether the process is
single-threaded. We can use this to decide whether to elide atomic
operations, as a more precise and reliable indicator than
__gthread_active_p.

This means that guard variables for statics and reference counting in
shared_ptr can use less expensive, non-atomic ops even in processes that
are linked to libpthread, as long as no threads have been created yet.
It also means that we switch to using atomics if libpthread gets loaded
later via dlopen (this still isn't supported in general, for other
reasons).

We can't use __libc_single_threaded to replace __gthread_active_p
everywhere. If we replaced the uses of __gthread_active_p in std::mutex
then we would elide the pthread_mutex_lock in the code below, but not
the pthread_mutex_unlock:

  std::mutex m;
  m.lock();            // pthread_mutex_lock
  std::thread t([]{}); // __libc_single_threaded = false
  t.join();
  m.unlock();          // pthread_mutex_unlock

We need the lock and unlock to use the same "is threading enabled"
predicate, and similarly for init/destroy pairs for mutexes and
condition variables, so that we don't try to release resources that were
never acquired.

There are other places that could use __libc_single_threaded, such as
_Sp_locker in src/c++11/shared_ptr.cc and locale init functions, but
they can be changed later.

libstdc++-v3/ChangeLog:

PR libstdc++/96817
* include/ext/atomicity.h (__gnu_cxx::__is_single_threaded()):
New function wrapping __libc_single_threaded if available.
(__exchange_and_add_dispatch, __atomic_add_dispatch): Use it.
* libsupc++/guard.cc (__cxa_guard_acquire, __cxa_guard_abort)
(__cxa_guard_release): Likewise.
* testsuite/18_support/96817.cc: New test.
libstdc++-v3/include/ext/atomicity.h
libstdc++-v3/libsupc++/guard.cc
libstdc++-v3/testsuite/18_support/96817.cc [new file with mode: 0644]