具有获取和释放语义的联锁操作（多平台）

Question

编辑： 好的，我有一个具体问题。我想通过获取和释放语义（伪代码）来实现“交换”功能：

interlocked_inc_32(target)
{
    mov  ecx, 1
    lea  eax, target
    lock xadd, [eax], ecx
}

interlocked_inc_32_acq(target)
{
    lfence
    mov  ecx, 1
    lea  eax, target
    lock xadd, [eax], ecx
}

interlocked_inc_32_rel(target)
{
    sfence
    mov  ecx, 1
    lea  eax, target
    lock xadd, [eax], ecx
}

问题是：我不知道如何实现它。我正在使用 Microsoft Visual Studio 2010 在 Windows 下进行开发。当然，有“intrin.h”和“Windows.h”提供了这些函数/内在函数。但 InterlockedIncrementAcquire 只是 InterlockedIncrement 的定义，并提供完整的内存屏障。那不是我所追求的。

/**************************************** 原帖： /*********** *************** **************

我想编写一个像 C++0x std::atomic 这样的原子类。 我只是想确定我的想法是否正确。

我想实现以下代码： 编辑（替换了糟糕的实现）

enum memory_order { memory_order_acquire, memory_order_release, memory_order_acq_rel };

template<class T> class atomic;
template<class atomic_type, std::size_t = sizeof(typename ExtractType<atomic_type>::type)> struct interlocked;

template<template<class> class atomic_type> struct interlocked<atomic_type, 1>
{
    typedef typename ExtractType<atomic_type>::type bit8_type;

    void store(bit8_type value, memory_order order = memory_order_acq_rel) volatile {
        interlocked_xchg_8<order>(&static_cast<atomic_type volatile*>(this)->m_value, value);  
    }

    bit8_type load(memory_order order = memory_order_acq_rel) const volatile
    { 
        interlocked_cmp_xchg_8<order>(
            const_cast<bit8_type volatile*>(&static_cast<volatile const atomic_type *const>(this)->m_value), 
            static_cast<atomic_type const volatile*>(this)->m_value, 
            static_cast<atomic_type const volatile*>(this)->m_value
        ); 
    }

    bit8_type exhange(bit8_type, memory_order order = memory_order_acq_rel) volatile {
        return interlocked_xchg_8<order>(&static_cast<atomic_type volatile*>(this)->m_value, value);
    }

    bool compare_exchange(bit8_type comperand, bit8_type new_value, memory_order order = memory_order_acq_rel) volatile 
    {
        return interlocked_cmp_xchg_8<order>(
            &static_cast<atomic_type volatile*>(this)->m_value,
            new_value,
            comperand
        ) == comperand;

    }
};

template<template<class> class atomic_type> struct interlocked<atomic_type, 2> { };
template<template<class> class atomic_type> struct interlocked<atomic_type, 4> { };
template<template<class> class atomic_type> struct interlocked<atomic_type, 8> { };


template<class T>
class atomic : public interlocked<atomic<T>> { T m_value; };

是否有我遗漏的东西，或者这是一个“好的”相当好的实现。

感谢您的任何评论。最好的问候：

PS： 我不想为此开始一个新问题： 使用 boost::uint32_t （在 boost\cstdint.h 中）而不是 uint32_t （在 stdint.h 中）有什么优点？

Answer 1

您的目标是 x86 硬件吗？它的缓存同步方案是否意味着您将获得完整的内存屏障？您正在如何改进这一点？

Answer 2

您在这里面临的问题是锁前缀意味着完整的内存屏障（mfence）。也就是说，因为在之前的 x86 处理器上，没有不同类型的内存屏障和单独的 sfence/lfence 指令。