Question

我编译并分析了汇编输出：

struct S{
public:
    int a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k;
};

int main() {
    S s;
    std::atomic<S> as;
    as.store(s);
    return 0;
}

我想知道它实际上是如何实现的atomic store。对齐＆＃34;小＆＃34;它很容易。操作数。但是，现在我们有一个更广泛的操作数，所以这是一个更复杂的情况。

在我的另一个问题（Atomicity on x86）中@Peter Cordes说：

对于更广泛的操作数，例如原子地将新数据写入多个一个结构的条目，你需要用一个锁来保护它访问它尊重。（您可以使用x86 lock cmpxchg16b 使用重试循环来执行原子16b存储。请注意，没有办法在没有锁定的情况下模仿它。）

好的，但这究竟是什么意思？锁定是什么意思？特别是，我知道lock是一个前缀，可以确保＆＃34;前缀＆＃34;的原子性。指令。特别是@Peter Cordes说：

您可以使用x86 lock cmpxchg16b 使用重试循环来执行原子16b存储

我无法理解如何将其保持原子状态？好吧，我可以想象16B的内存块可以以原子方式存储吗？但是下一次迭代呢？

我希望我的怀疑是可以理解的，因为我有一个问题要表达它。

我正在调试上面的程序，在我的眼里，魔法在atomic_store之后。我想这个函数执行的是@Peter Cordes所说的。如果有人想要，我可以在这里粘贴反汇编__atomic_store

Answer 1

您可以使用x86 lock cmpxchg16b和重试循环来执行原子16B存储

我真的说16b而不是16B吗？哎呀。我会将其作为更大编辑的一部分来解决。

这可以让你做一个 16B原子存储，但是它作为一个读取 - 修改 - 重写，一直保持重试，直到比较部分成功。您不能使用它以原子方式存储超过16B。

锁定是什么意思？特别是，我知道lock是一个前缀，可以确保“前缀”指令的原子性。

在spinlock / mutex中锁定，而不是lock前缀。 lock前缀仅适用于读 - 修改 - 写指令;没有lock mov [mem], eax来做一个原子未对齐的商店或其他东西。 lock ed总线周期始终是读 - 修改 - 写，正如英特尔在cmpxchg的文档中所记录的那样。因此，lock mov存储也会生成一个加载，如果在内存映射的I / O上使用它，它将具有不同的语义。（读取可以触发副作用）。

我编译并分析了汇编输出...

为什么要将该代码放在main()中，并将未初始化的垃圾从s存储到as？除此之外，main在某些方面很特殊。总是更好地编写一个带有arg（或只影响全局）的函数。 atomic<s>需要是全球性的，而不是一个可能部分优化的本地，如果你想确定你正在看到gcc“真的”做了什么。

#include <atomic>
struct S{ int a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k;  };  // or int a[11]
std::atomic<S> as;
void atomic_struct_store_zero() {
    S s = { 0 };     // initializes all members to zero
    as.store(s);
}

这个compiles to函数调用__atomic_store，传递src和dest指针以及大小。据推测它在某处使用了锁，但锁不是as的一部分。（sizeof(as) == sizeof(S) == 44）。

原子商店。结构

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