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Concept
Compare-and-swap
Résumé
Compare-and-swap (CAS) est une instruction atomique utilisée dans les systèmes multiprocesseurs ou multi-cœurs utilisant une mémoire partagée. Elle compare la valeur stockée à une adresse mémoire donnée à l'un de ses arguments et, en cas d'égalité, écrit une nouvelle valeur à cette adresse. Selon les implémentations, elle signale si l'écriture a réussi soit en renvoyant une valeur booléenne, soit en renvoyant la valeur lue en mémoire.
L'instruction CAS simple ne présente presque aucun problème au niveau de la synchronisation de l'adresse mémoire auquel elle pointe, sauf dans un cas précis décrit comme le problème ABA (en).
Cette opération de synchronisation est supportée par plusieurs architectures contemporaines, notamment sur Intel, AMD, et Oracle. Sur les architectures de Intel et AMD, cette instruction est appelée CMPXCHG, tandis que sur Oracle SPARC systems, elle est appelée CAS.
Leur fonctionnement reste globalement similaire. Contrairement à l'opération abstraite, l'instruction processeur prend 3 arguments : une adresse mémoire a, une valeur attendue e, et une valeur de mise à jour v, et retourne une valeur booléenne. Si la valeur contenue à l'adresse mémoire a contient la valeur attendue e, écrire la nouvelle valeur v à cette adresse et retourner vrai, sinon laisser la mémoire intacte et retourner faux.
La première instruction de type CAS est apparue en premier en 1989 sur le processeur Intel 80486.
Sur les processeurs Intel, il existe deux instructions similaires qui implémentent l'instruction CAS : CMPXCHG (compare and exchange) et CMPXCHG8B (compare and exchange 8 bytes). L'instruction CMPXCHG requiert 3 opérandes : une opérande de source dans un registre, une autre opérande de source dans le registre EAX et enfin une opérande de destination. Si les valeurs contenues dans l'opérande de destination et dans le registre EAX sont égales, alors l'opérande de destination est remplacée par la valeur de la deuxième opérande de source (la valeur qui ne se trouve pas dans le registre EAX).
Source officielle
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