c++ - 为什么GCC不使用LOAD(无围栏)和STORE + SFENCE来实现顺序一致性？

这是在x86/x86_64中实现顺序一致性的四种方法:

LOAD(无围栏)和STORE + MFENCE

LOAD(无围栏)和LOCK XCHG

MFENCE + LOAD和存储(无围栏)

LOCK XADD(0)和STORE(无围栏)

就像这里写的:http://www.cl.cam.ac.uk/~pes20/cpp/cpp0xmappings.html



注意:还有C/C++ 11到x86的替代映射，它不是锁定(或隔离)Seq Cst存储区，而是锁定/设置Seq Cst负载:



GCC 4.8.2(x86_64中的GDB)对C++11-std::memory_order_seq_cst使用first(1)方法，即LOAD(无围栏)和STORE + MFENCE:

std::atomic<int> a;
int temp = 0;
a.store(temp, std::memory_order_seq_cst);
0x4613e8  <+0x0058>         mov    0x38(%rsp),%eax
0x4613ec  <+0x005c>         mov    %eax,0x20(%rsp)
0x4613f0  <+0x0060>         mfence

众所周知，MFENCE = LFENCE + SFENCE。然后，我们可以将此代码重写为:LOAD(without fence) and STORE+LFENCE+SFENCE
问题:

为什么我们在加载之前不需要在这里使用LFENCE，而在存储之后需要使用LFENCE(因为LFENCE仅在加载之前才有意义!)？

为什么GCC不对std::memory_order_seq_cst使用以下方法:LOAD(无围栏)和STORE + SFENCE？

最佳答案

x86唯一的重新排序(用于正常的内存访问)是，它可能会重新排序存储后的负载。

SFENCE保证栅栏之前的所有商店在栅栏之后的所有商店之前完成。 LFENCE保证栅栏之前的所有负载在栅栏之后的所有负载之前完成。对于普通的内存访问，默认情况下已经提供了单个SFENCE或LFENCE操作的顺序保证。基本上，LFENCE和SFENCE本身仅对x86的较弱内存访问模式有用。

LFENCE，SFENCE或LFENCE + SFENCE都不能防止对存储紧随其后的存储进行重新排序。 MFENCE确实如此。

相关引用是《 Intel x86体系结构手册》。