std :: atomic <int*> olmalıdır ?: bir karşılaştırma ve takas döngüsü yapmak mı?

Question

Özet: std::memory_order_relaxed ile std::atomic<int*>::load'un, en azından yüklenen değer nadiren değiştiğinde, doğrudan bir işaretleyicinin yüklenmesi performansına yakın olması beklenirdi. Atomik yük için Visual Studio C++ 2012'deki normal yükten çok daha kötü performans gördüm, bu yüzden araştırmaya karar verdim. Atom yükünün, mümkün olan en hızlı uygulama olmadığını santığım bir compare-and-swap döngü olarak uygulandığı ortaya çıkıyor.

Soru: std::atomic<int*>::load'un bir karşılaştırma ve takas döngüsü yapması için bir neden var mı?

Arkaplan:

#include <atomic> 
#include <iostream> 

template<class T> 
__declspec(noinline) T loadRelaxed(const std::atomic<T>& t) { 
    return t.load(std::memory_order_relaxed); 
} 

int main() { 
    int i = 42; 
    char c = 42; 
    std::atomic<int*> ptr(&i); 
    std::atomic<int> integer; 
    std::atomic<char> character; 
    std::cout 
    << *loadRelaxed(ptr) << ' ' 
    << loadRelaxed(integer) << ' ' 
    << loadRelaxed(character) << std::endl; 
    return 0; 
} 

ben amacıyla bir __declspec(noinline) işlevi kullanıyorum: Ben ++ 2012 MSVC bu test programı dayalı bir işaretçi atomik yük bir karşılaştırma ve takas döngü yapıyor inanıyoruz atomik yük ile ilgili montaj talimatlarını ayırmak için. Yeni bir MSVC++ 2012 projesi yaptım, bir x64 platformu ekledim, sürüm konfigürasyonunu seçtim, programı hata ayıklayıcısında çalıştırdım ve söküme baktım. std::atomic<char> ve std::atomic<int> parametrelerinin aynı aramayı loadRelaxed<int> aynı aramayı verdiğini ortaya çıkarır - bu, optimize edicinin yaptığı bir şey olmalıdır.

loadRelaxed<int * __ptr64>

000000013F4B1790 prefetchw [rcx] 
000000013F4B1793 mov   rax,qword ptr [rcx] 
000000013F4B1796 mov   rdx,rax 
000000013F4B1799 lock cmpxchg qword ptr [rcx],rdx 
000000013F4B179E jne   loadRelaxed<int * __ptr64>+6h (013F4B1796h) 

loadRelaxed<int>

000000013F3F1940 prefetchw [rcx] 
000000013F3F1943 mov   eax,dword ptr [rcx] 
000000013F3F1945 mov   edx,eax 
000000013F3F1947 lock cmpxchg dword ptr [rcx],edx 
000000013F3F194B jne   loadRelaxed<int>+5h (013F3F1945h) 

lock cmpxchg atomik olduğu talimat compare-and-swap ve kod burada bakın: Burada denilen olsun iki loadRelaxed başka örneklerinin sökme İşte bir char, biratomunun yüklenmesi içinveya bir int*, bir karşılaştırma ve takas döngüsüdür. Ayrıca bu kodu 32 bit x86 için oluşturdum ve bu uygulama hala lock cmpxchg'a dayanıyor.

Soru: std::atomic<int*>::load'un bir karşılaştırma ve takas döngüsü yapması için bir neden var mı?

Answer 1

Rahat atomik yüklerin karşılaştırma ve takas gerektirdiğine inanmıyorum. Sonunda bu std :: atomik uygulama benim amacım için kullanılamıyordu, ama yine de arayüze sahip olmak istedim, bu yüzden MSVC'nin bariyer içlerini kullanarak kendi std :: atomicimi yaptım. Bu, kullanım durumum için varsayılan std::atomic'dan daha iyi bir performansa sahiptir. here kodunu görebilirsiniz. Yük ve mağaza için tüm siparişler için C++ 11 spesifikasyonuna uygulanması gerekiyordu. Btw GCC 4.6 bu konuda daha iyi değildir. GCC 4.7 hakkında bilmiyorum.