x86获取语义获取和增量？

Question

假设我有一个时间戳计数器。

 static uint32_t _Atomic timestamp = 0U;

 static inline uint32_t get_ts(void) {
       return atomic_fetch_add_explicit(&timestamp, 1, memory_order_acquire);
 }

假设我有一些并发代码，我想通过实验测试和记录内存重新排序。

 for (;;) {
     uint32_t ts1 = get_ts();
     struct result result_a = do_a();

     uint32_t ts2 = get_ts();
     struct result result_b = do_b();

     log(ts1, &result_a);
     log(ts2, &result_b);
  }

在c11内存模型下，do\u a可能会被重新排序，超过get\u ts，使用do\u b（）。

 for (;;) {
     uint32_t ts1 = get_ts();
     uint32_t ts2 = get_ts();
     struct result result_b = do_b();
     struct result result_a = do_a();

     log(ts1, &result_a);
     log(ts2, &result_b);
  }

但是，假设编译器没有在x86上重新排序锁xadd，则会阻碍所有加载和存储。因此，事实上x86（但不是编译器）不可能进行这种重新排序，因为get\ts调用充当了一个获取释放界限。

在x86上有没有办法实现真正的acquire语义获取和增量？

Answer 1

fetch\u add的“lock xadd”实现中有什么不真实？

如果您的意思是不希望锁定的RWM op提供的完整屏障具有更强的语义，那么在x86上您确实没有任何其他选择。对于加载，普通加载MOV指令确实提供了这种意义上的“true”获取语义，因为由于存储缓冲，在MOV之前按程序顺序执行的存储可能会被它之后的其他CPU观察到。

Answer 2

是否允许编译器重新排序do_a和do_b取决于这些html" target="_blank">函数的作用。原子优化是可能的^[1]，但受C11标准^[草稿]第5.1.2.4节的约束。（我相信这是相关的。）

站点cppreference.com提供了关于该主题的重新措辞视图，包括memory_order_acquire和memory_order_release的语义学定义。
带有获取语义学的加载和带有发布语义学的存储可以实现为：

Acquire load                       Release store
Load                               #StoreStore
#LoadLoad                          #LoadStore
#LoadStore                         Store

其中#表示栅栏（内存屏障）
然而，“英特尔内存排序”白皮书明确指出，加载、存储和加载存储重新排序从不在临时加载/存储上执行<因此，发布获取语义在x86上是免费的。

这不是使用像lock xadd这样的锁定（从而序列化）指令的问题；释放-获取语义学总是受到尊重——即使是简单的mov指令。
请注意，获取语义学与在获取加载之前执行的存储无关；它命令存储并在它之后加载。

至于你的最后一个问题，有点不清楚。

在x86上有没有办法实现真正的acquire语义获取和增量？

序列化所有指令的实现已经获得了语义学。在这方面，x86不做任何重新排序。

如果你的意思是，有没有办法让原子操作不顺序一致（在C11的意思中），那么答案是否定的。
您可以在英特尔手册中找到相关部分，但也可以在上面链接的白皮书中找到它。它说：

通过要求原子RMW（读-修改-写）操作，您还可以对原子变量强制执行顺序一致的顺序。