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Py_(X)SETREF should have atomic versions on free-threaded builds

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interpreter-core topic-C-API topic-free-threading type-feature
Vorherrschende Sprache
Python
Sterne
77.2k
Forks
35.9k
PR-Merge-Kennzahlen
PR-Kennzahlen ausstehend

Beschreibung

Feature or enhancement

Proposal:

Right now, Py_SETREF is implemented in non-atomic terms, which makes it subject to operation reordering issues on weakly ordered architectures (which caused a problem fixing gh-149816, where even switching from separate Py_CLEAR and later assignment to set_sni_cb to a single "atomic" Py_SETREF didn't fix the issue on ARM, because SSL's callback was being invoked asynchronously).

Py_SETREF is naturally implemented in terms of an atomic exchange, and at least for the free-threaded builds, it seems like it should be implemented as such to avoid such raciness, supplementing the existing:

#ifdef _Py_TYPEOF
#define Py_SETREF(dst, src) \
    do { \
        _Py_TYPEOF(dst)* _tmp_dst_ptr = &(dst); \
        _Py_TYPEOF(dst) _tmp_old_dst = (*_tmp_dst_ptr); \
        *_tmp_dst_ptr = (src); \
        Py_DECREF(_tmp_old_dst); \
    } while (0)
#else
#define Py_SETREF(dst, src) \
    do { \
        PyObject **_tmp_dst_ptr = _Py_CAST(PyObject**, &(dst)); \
        PyObject *_tmp_old_dst = (*_tmp_dst_ptr); \
        PyObject *_tmp_src = _PyObject_CAST(src); \
        memcpy(_tmp_dst_ptr, &_tmp_src, sizeof(PyObject*)); \
        Py_DECREF(_tmp_old_dst); \
    } while (0)
#endif

// Similarly long nonsense for Py_XSETREF

with a new atomic-based approach for free-threaded builds:

#define Py_SETREF(dst, src) Py_DECREF(_Py_atomic_exchange_ptr(&(dst), (src)))
#define Py_XSETREF(dst, src) Py_XDECREF(_Py_atomic_exchange_ptr(&(dst), (src)))

Please poke holes in this approach. I have a lot of experience with writing multithreaded C code, but will never be convinced I've covered every race condition no matter how simple the code.

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Beitragsleitfaden

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Erste Schritte

  1. Lies das ganze Issue und danach den Beitragsleitfaden des Projekts.
  2. Schreib ins Issue, dass du es übernimmst — das erspart doppelte Arbeit.
  3. Forke das Repository und arbeite in einem Branch.
  4. Öffne einen Pull Request, der die Issue-Nummer nennt.

Rechercherichtung

Finde die Definitionen der CPython C API von Py_SETREF und Py_XSETREF und untersuche anschließend, wie Free-Threaded-Builds ihre Implementierungen auswählen. Bewerte den vorgeschlagenen atomaren Austausch anhand der hier beschriebenen Bedenken zu Besitz und Speicherreihenfolge; erledigt ist die Aufgabe, wenn eine geprüfte Entscheidung erreicht und der Ansatz mit angemessener Validierung umgesetzt oder abgelehnt wurde.

Vom Indexierungsmodell aus dem Issue-Text verfasst.

Bewertung

Tech-Stack
c, python
Bereich
backend-api-design
Issue-Typ
Feature
Schwierigkeit
5/5
Geschätzter Aufwand
Über eine Woche
Aktivitätsstatus
Ruhig
Klarheit
Größtenteils klar
Anfängerfreundlichkeit
35/100

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