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我使用 Linux x86_64 和 clang 3.3。

这在理论上是可能的吗？

std::atomic<__int128_t>不起作用（对某些函数的未定义引用）。

__atomic_add_fetch也不起作用（'错误：还不能编译这个原子库调用'）。

两者都std::atomic适用__atomic_add_fetch于 64 位数字。

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3 回答 3

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用一条指令不可能做到这一点，但你可以模拟它并且仍然是无锁的。除了最早的 AMD64 CPU，x64 支持CMPXCHG16B指令。用一点多精度数学，你可以很容易地做到这一点。

恐怕我不知道CMPXCHG16BGCC 中的 intrinsic for，但希望你能理解CMPXCHG16B. 下面是一些未经测试的 VC++ 代码：

// atomically adds 128-bit src to dst, with src getting the old dst.
void fetch_add_128b(uint64_t *dst, uint64_t* src)
{
    uint64_t srclo, srchi, olddst[2], exchlo, exchhi;

    srchi = src[0];
    srclo = src[1];
    olddst[0] = dst[0];
    olddst[1] = dst[1];

    do
    {
        exchlo = srclo + olddst[1];
        exchhi = srchi + olddst[0] + (exchlo < srclo); // add and carry
    }
    while(!_InterlockedCompareExchange128((long long*)dst,
                                          exchhi, exchlo,
                                          (long long*)olddst));

    src[0] = olddst[0];
    src[1] = olddst[1];
}

编辑：这里有一些未经测试的代码，我可以找到 GCC 内在函数：

// atomically adds 128-bit src to dst, returning the old dst.
__uint128_t fetch_add_128b(__uint128_t *dst, __uint128_t src)
{
    __uint128_t dstval, olddst;

    dstval = *dst;

    do
    {
        olddst = dstval;
        dstval = __sync_val_compare_and_swap(dst, dstval, dstval + src);
    }
    while(dstval != olddst);

    return dstval;
}
于 2013-08-11T23:31:07.153 回答
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那是不可能的。没有 x86-64 指令可以在一条指令中执行 128 位相加，并且要以原子方式执行某些操作，基本起点是它是一条指令（即使在那时有些指令也不是原子的，但那是另一件事）。

您将需要在 128 位数字周围使用其他锁。

编辑：有人可能会想出一些使用这样的东西：

 __volatile__ __asm__(
    "     mov            %0, %%rax\n"
    "     mov            %0+4, %%rdx\n"
    "     mov            %1,%%rbx\n"
    "     mov            %1+4,%%rcx\n"
    "1:\n
    "     add            %%rax, %%rbx\n"
    "     adc            %%rdx, %%rcx\n"
    "     lock;cmpxcchg16b %0\n"
    "     jnz            1b\n"
    : "=0"
    : "0"(&arg1), "1"(&arg2));

那只是我刚刚破解的东西，我还没有编译它，更不用说验证它会起作用了。但原则是它重复，直到它比较相等。

Edit2：该死的打字太慢了，Cory Nelson 刚刚发布了同样的内容，但使用了 intrisics。

Edit3：将循环更新为不需要读取的不必要的读取内存...... CMPXCHG16B 为我们做到了。

于 2013-08-11T23:16:01.517 回答
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是的; 你需要告诉你的编译器你在支持它的硬件上。

这个答案将假设您使用的是 x86-64；手臂可能有类似的规格。

从通用 x86-64微体系结构级别，您至少x86-64-v2希望让编译器知道您拥有该cmpxchg16b指令。

这是一个工作的godbolt，注意编译器标志-march=x86-64-v2： https ://godbolt.org/z/PvaojqGcx

有关 x86-64-psABI 的更多信息，请参阅此处发布的规范。

于 2021-11-19T18:40:14.250 回答