Std：：Atomic：：Load的内存排序行为

Question

volatile bool arm1 = false;
std::atomic_bool arm2 = false;
bool triggered = false;

arm1 = true;
//std::std::atomic_thread_fence(std::memory_order_seq_cst); // this would do the trick 
if (arm2.load())
    triggered = true;

arm2.store(true);
if (arm1)
    triggered = true;

虽然我不得不承认，我并不完全理解内存顺序的不同松弛语义的正式定义，但我认为顺序一致的顺序非常简单，因为它保证了“存在一个单一的总顺序，其中所有线程都以相同的顺序观察所有修改”。对我来说，这意味着用默认内存顺序STD::MEMORY_ORDER_SEQ_CST加载STD::Atomic：：还可以充当内存栅栏。“顺序一致的排序”下的以下陈述进一步证实了这一点：

在所有多核系统上，完全顺序排序需要一个完整的内存栅栏CPU指令。

然而，我下面的简单示例演示了MSVC2013、GCC4.9(x86)和CLANG3.5.1(x86)不是这种情况，在这些情况下，原子加载只是转换为加载指令。

#include <atomic>

std::atomic_long al;

#ifdef _WIN32
__declspec(noinline)
#else
__attribute__((noinline))
#endif
long load() {
    return al.load(std::memory_order_seq_cst);
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    long r = load();
}

load():
   mov  rax, QWORD PTR al[rip]   ; <--- plain load here, no fence or xchg
   ret
main:
   call load()
   xor  eax, eax
   ret

load():
     dmb    sy                         ; <---- data memory barrier here
     movw   r3, #:lower16:.LANCHOR0
     movt   r3, #:upper16:.LANCHOR0
     ldr    r0, [r3]                   
     dmb    sy                         ; <----- and here
     bx lr
main:
    push    {r3, lr}
    bl  load()
    movs    r0, #0
    pop {r3, pc}

这不是一个学术问题，它在代码中导致了一个微妙的竞争条件，这使我对STD：：Atomic行为的理解受到质疑。

Answer 1

叹息，这太长了，不能评论：

原子的意义不是“对系统的其余部分来说似乎是瞬间发生的”吗？

我会对那件事说是或不是，这取决于你如何看待它。对于使用seq_cst写入，是。但是关于原子负载是如何处理的，请参阅C++11标准的29.3。具体来说，29.3.3确实是很好的阅读，而29.3.4可能正是您要寻找的内容：