क्या `std :: memory_order_acquire` के अर्थशास्त्र को x86/x86_64 पर प्रोसेसर निर्देशों की आवश्यकता है?

Question

यह ज्ञात है कि आपरेशन load() और store() स्मृति बाधाओं memory_order_consume, memory_order_acquire, memory_order_release, memory_order_acq_rel कैश और पाइप लाइन के लिए एक प्रोसेसर निर्देश की आवश्यकता नहीं है के लिए , और कोडांतरक के कोड पर हमेशा std::memory_order_relaxed से मेल खाती है, और इन प्रतिबंधों केवल के अनुकूलन के लिए आवश्यक हैं संकलक: http://www.stdthread.co.uk/forum/index.php?topic=72.0

और यह कोड Disassembly कोड store() (MSVS2012 x86_64) के लिए इस बात की पुष्टि करता:

std::atomic<int> a; 
    a.store(0, std::memory_order_relaxed); 
000000013F931A0D mov   dword ptr [a],0 
    a.store(1, std::memory_order_release); 
000000013F931A15 mov   dword ptr [a],1 

लेकिन इस कोड load() (MSVS2012 x86_64) के लिए इस comfirm नहीं करता है, का उपयोग कर lock cmpxchg:

int val = a.load(std::memory_order_acquire); 
000000013F931A1D prefetchw [a] 
000000013F931A22 mov   eax,dword ptr [a] 
000000013F931A26 mov   edx,eax 
000000013F931A28 lock cmpxchg dword ptr [a],edx 
000000013F931A2E jne   main+36h (013F931A26h) 

    std::cout << val << "\n"; 

लेकिन Anthony Williams said:

some_atomic.load (std :: memory_order_acquire) बस करता है से एक साधारण लोड निर्देश, और some_atomic.store (std :: memory_order_release) एक साधारणतक गिर जाता हैस्टोर निर्देश।

कहाँ मैं गलत हूँ, और कहा के रूप में एंथनी विलियम्स std::memory_order_acquire के शब्दों x86/x86_64 lock cmpxchg पर प्रोसेसर निर्देश या केवल एक साधारण लोड अनुदेश mov की आवश्यकता है?

उत्तर: यह इस बग रिपोर्ट के समान ही है: http://connect.microsoft.com/VisualStudio/feedback/details/770885

Answer 1

सं std::memory_order_acquire के शब्दों x86/x86_64 पर प्रोसेसर निर्देश की आवश्यकता है नहीं करता है।

किसी भी लोड()/x86_64 पर दुकान() संचालन प्रोसेसर निर्देश की आवश्यकता नहीं है (लॉक/बाड़) सटीक atomic.store(val, std::memory_order_seq_cst); जो (LOCK) XCHG या वैकल्पिक आवश्यकता है: MOV (into memory),MFENCE।

(कैस को छोड़कर) x86 के लिए

प्रोसेसर स्मृति-बाधाओं-निर्देश, और भी हाथ और PowerPC: http://www.cl.cam.ac.uk/~pes20/cpp/cpp0xmappings.html

Disassembler जीसीसी 4.8.1 x86_64 - GDB - लोड():

20  temp = a.load(std::memory_order_relaxed); 
    21  temp = a.load(std::memory_order_acquire); 
    22  temp = a.load(std::memory_order_seq_cst); 
0x46140b <+0x007b>   mov 0x38(%rsp),%ebx 
0x46140f <+0x007f>   mov 0x34(%rsp),%esi 
0x461413 <+0x0083>   mov 0x30(%rsp),%edx 

Disassembler जीसीसी 4.8।1 x86_64 - GDB - दुकान(): http://connect.microsoft.com/VisualStudio/feedback/details/770885:

a.store(temp, std::memory_order_relaxed); 
a.store(temp, std::memory_order_release); 
a.store(temp, std::memory_order_seq_cst); 
0x4613dc <+0x004c>   mov %eax,0x20(%rsp) 
0x4613e0 <+0x0050>   mov 0x38(%rsp),%eax 
0x4613e4 <+0x0054>   mov %eax,0x20(%rsp) 
0x4613e8 <+0x0058>   mov 0x38(%rsp),%eax 
0x4613ec <+0x005c>   mov %eax,0x20(%rsp) 
0x4613f0 <+0x0060>   mfence 
0x4613f3 <+0x0063>   mov %ebx,0x20(%rsp) 

Disassembler MSVS 2012 x86_64 - - लोड() यह इस बग रिपोर्ट रूप में ही है

temp = a.load(std::memory_order_relaxed); 
000000013FE51A1F prefetchw [a] 
000000013FE51A24 mov   eax,dword ptr [a] 
000000013FE51A28 nop   dword ptr [rax+rax] 
000000013FE51A30 mov   ecx,eax 
000000013FE51A32 lock cmpxchg dword ptr [a],ecx 
000000013FE51A38 jne   main+40h (013FE51A30h) 
000000013FE51A3A mov   dword ptr [temp],eax 
    temp = a.load(std::memory_order_acquire); 
000000013FE51A3E prefetchw [a] 
000000013FE51A43 mov   eax,dword ptr [a] 
000000013FE51A47 nop   word ptr [rax+rax] 
000000013FE51A50 mov   ecx,eax 
000000013FE51A52 lock cmpxchg dword ptr [a],ecx 
000000013FE51A58 jne   main+60h (013FE51A50h) 
000000013FE51A5A mov   dword ptr [temp],eax 
    temp = a.load(std::memory_order_seq_cst); 
000000013FE51A5E prefetchw [a] 
    temp = a.load(std::memory_order_seq_cst); 
000000013FE51A63 mov   eax,dword ptr [a] 
000000013FE51A67 nop   word ptr [rax+rax] 
000000013FE51A70 mov   ecx,eax 
000000013FE51A72 lock cmpxchg dword ptr [a],ecx 
000000013FE51A78 jne   main+80h (013FE51A70h) 
000000013FE51A7A mov   dword ptr [temp],eax 

Disassembler एमएसवीएस 2012 x86_64 - स्टोर():

a.store(temp, std::memory_order_relaxed); 
000000013F8C1A58 mov   eax,dword ptr [temp] 
000000013F8C1A5C mov   dword ptr [a],eax 

    a.store(temp, std::memory_order_release); 
000000013F8C1A60 mov   eax,dword ptr [temp] 
000000013F8C1A64 mov   dword ptr [a],eax 

    a.store(temp, std::memory_order_seq_cst); 
000000013F8C1A68 mov   eax,dword ptr [temp] 
000000013F8C1A6C xchg  eax,dword ptr [a]