Question

我正在开发一个很好的工具，它需要两个不同的64位值的原子交换。在amd64架构上，可以使用XCHGQ指令（参见doc中的警告：它是一个很长的pdf）。

相应地，gcc有一些原子内置函数，理想情况下也是如此，例如here可见。

使用这两个文档我生成了以下简单的C函数，用于两个64位值的原子交换：

void theExchange(u64* a, u64* b) {
  __atomic_exchange(a, b, b, __ATOMIC_SEQ_CST);
};

（顺便说一下，我并不清楚，为什么需要一个＆＃34;原子交换＆＃34; 3个操作数。）

对我来说有点可疑，gcc __atomic_exchange宏使用3个操作数，所以我测试了它的asm输出。我用gcc -O6 -masm=intel -S编译了这个，我得到了以下输出：

.LHOTB0:
        .p2align 4,,15
        .globl  theExchange
        .type   theExchange, @function
theExchange:
.LFB16:
        .cfi_startproc
        mov     rax, QWORD PTR [rsi]
        xchg    rax, QWORD PTR [rdi] /* WTF? */
        mov     QWORD PTR [rsi], rax
        ret
        .cfi_endproc
.LFE16:
        .size   theExchange, .-theExchange
        .section        .text.unlikely

正如我们所看到的，结果函数不仅包含单个数据移动，还包含三个不同的数据移动。因此，正如我所理解的那样，这个函数不是真正的原子。

怎么可能？也许我误解了一些文档？我承认，gcc内置文档对我来说并不是很清楚。

Answer 1

这是__atomic_exchange_n (type *ptr, type val, int memorder)的通用版本，其中只有ptr上的交换操作是原子的，val的读取不是。在通用版本中，val是通过指针访问的，但原子性仍然不适用于它。当编译器必须调用外部帮助程序时，指针是这样的，它将使用多种大小：

四个非算术函数（加载，存储，交换和 compare_exchange）也都有通用版本。这个通用版本适用于任何数据类型。它使用无锁内置如果特定数据类型大小使这成为可能; 否则，将在运行时解析外部呼叫。这个外部调用与添加'size_t'的格式相同插入的参数作为指示大小的第一个参数被指向的对象。所有对象的大小必须相同。

gcc，__ atomic -exchange似乎产生非原子asm，为什么？

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