在x86_64上加载/存储原子双浮点或SSE / AVX矢量

Question

在这里（以及一些SO问题），我看到C ++不支持诸如无锁之类的东西std::atomic<double>，还不支持诸如原子AVX / SSE矢量之类的东西，因为它依赖于CPU（尽管如今，我知道的CPU，ARM， AArch64和x86_64具有向量）。但是double在x86_64中对s或矢量的原子操作是否有汇编级支持？如果可以，支持哪些操作（例如加载，存储，加，减，乘）？MSVC ++ 2017在哪些操作中实现了无锁atomic<double>？

Answer 1

在x86-64上，原子操作通过LOCK前缀实现。在英特尔软件开发者手册（第2卷，指令集）的状态

LOCK前缀只能加在以下指令之前，并且只能加在目标操作数是存储器操作数的那些形式的指令之前：ADD，ADC，AND，BTC，BTR，BTS，CMPXCHG，CMPXCH8B，CMPXCHG16B，DEC，INC， NEG，NOT，OR，SBB，SUB，XOR，XADD和XCHG。

这些指令均不对浮点寄存器（如XMM，YMM或FPU寄存器）进行操作。

这意味着没有自然的方法可以在x86-64上实现原子的float / double操作。虽然大多数这些操作都可以通过将浮点值的位表示形式加载到通用（即整数）寄存器中来实现，但这样做会严重降低性能，因此编译器作者选择不实现它。

正如Peter Cordes在评论中所指出的，加载和存储不需要LOCK前缀，因为在x86-64上，它们始终是原子的。但是，Intel SDM（第3卷，系统编程指南）仅保证以下加载/存储是原子的：

读取或写入单个字节的指令。

读或写一个字（2个字节）的指令，其地址在2个字节的边界上对齐。

读或写双字（4个字节）的指令，其地址在4字节边界上对齐。

读或写地址为8字节边界对齐的四字（8字节）的指令。

特别是不能保证从较大的XMM和YMM向量寄存器进行加载/存储的原子性。