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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
Langage dominant
Python
Étoiles
77.2k
Forks
35.9k
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Description

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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Piste de recherche

Localisez les définitions de l’API C de CPython de Py_SETREF et Py_XSETREF, puis examinez comment les builds free-threaded sélectionnent leurs implémentations. Évaluez l’échange atomique proposé au regard des problèmes de propriété et d’ordre mémoire décrits ici ; le travail est terminé lorsqu’une décision examinée a été prise et que l’approche a été implémentée ou rejetée avec une validation appropriée.

Rédigé par le modèle d'indexation à partir du texte de l'issue.

Évaluation

Stack technique
c, python
Domaine
backend-api-design
Type d'issue
Fonctionnalité
Difficulté
5/5
Temps estimé
Plus d'une semaine
Activité
Calme
Clarté
Plutôt claire
Accessibilité débutants
35/100

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