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根据 OpenMP 规范 (v4.0)，以下程序包含由于不同步的读/写导致的可能的数据竞争i：

int i{0}; // std::atomic<int> i{0};

void write() {
// #pragma omp atomic write // seq_cst
   i = 1;
}

int read() {
   int j;
// #pragma omp atomic read // seq_cst
   j = i; 
   return j;
}

int main() {
   #pragma omp parallel
   { /* code that calls both write() and read() */ }
}

我想到的可能解决方案在代码中显示为注释：

  1. 保护写入和读取iwith #pragma omp atomic write/read，
  2. 保护写入和读取iwith #pragma omp atomic write/read seq_cst，
  3. 使用std::atomic<int>而不是int作为i.

以下是 x86_64 上编译器生成的指令（-O2在所有情况下都有）：

GNU g++ 4.9.2:               i = 1;        j = i;
original code:               MOV           MOV
#pragma omp atomic:          MOV           MOV
// #pragma omp atomic seq_cst:  MOV           MOV
#pragma omp atomic seq_cst:  MOV+MFENCE    MOV    (see UPDATE)
std::atomic<int>:            MOV+MFENCE    MOV

clang++ 3.5.0:               i = 1;        j = i;
original code:               MOV           MOV
#pragma omp atomic:          MOV           MOV
#pragma omp atomic seq_cst:  MOV           MOV
std::atomic<int>:            XCHG          MOV

Intel icpc 16.0.1:           i = 1;        j = i;
original code:               MOV           MOV
#pragma omp atomic:          *             *
#pragma omp atomic seq_cst:  *             *
std::atomic<int>:            XCHG          MOV

* Multiple instructions with calls to __kmpc_atomic_xxx functions.

我想知道为什么 GNU/clang 编译器不为#pragma omp atomic写入生成任何特殊指令。我希望与 for 类似的说明std::atomic，即，要么MOV+MFENCE要么XCHG。有什么解释吗？

更新

g++ 5.3.0MFENCE为#pragma omp atomic write seq_cst. 这是正确的行为，我相信。没有seq_cst，它会产生普通的MOV，这对于非 SC 原子性来说已经足够了。

我的 Makefile 中有一个错误，g++ 4.9.2MFENCE也为 CS atomic write 生成。对不起，伙计们。

Clang 3.5.0 没有实现 OpenMP SC 原子，感谢 Hristo Iliev 指出这一点。

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有两种可能性。

  1. 编译器没有义务将包含数据竞争的 C++ 代码转换为错误的机器代码。根据机器内存模型，通常使用的指令可能已经是原子的和连贯的。将相同的 C++ 代码带到另一个架构中，您可能会开始看到编译指示导致 x86_64 上不存在的差异。

  2. 除了可能导致使用不同的指令和/或额外的内存栅栏指令之外，原子编译指示（以及std::atomic和volatile）还限制了编译器自己的代码重新排序优化。它们可能不适用于您的简单情况，但您肯定会看到公共子表达式消除（包括在循环外提升计算）可能会受到影响。

于 2016-02-17T16:39:29.703 回答