使用 MSVC 在 C 中实现原子负载

Question

TL;DR：我需要相当于 C11 的 Microsoft C（不是 C++）atomic_load。有谁知道正确的功能是什么？

我有一些使用原子的非常标准的代码。就像是

do {
  bar = atomic_load(&foo);
  baz = some_stuff(bar);
} while (!atomic_compare_exchange_weak(&foo, &bar, baz));

我想弄清楚如何用 MSVC 处理它。CAS 很简单 ( InterlockedCompareExchange)，但atomic_load事实证明更麻烦。

也许我遗漏了一些东西，但MSDN上的同步函数列表似乎没有任何简单加载的东西。我唯一能想到的就是这样的东西InterlockedOr(object, 0)，它会为每个负载生成一个商店（更不用说围栏了）……

只要变量是可变的，我认为只读取值是安全的，但是如果我这样做，Visual Studio 的代码分析功能会发出一堆C28112警告（“通过互锁函数访问的变量 (foo) 必须始终可以通过互锁功能访问。”）。

如果简单的阅读真的是正确的方式，我想我可以用类似的东西让那些人沉默

#define atomic_load(object) \
  __pragma(warning(push)) \
  __pragma(warning(disable:28112)) \
  (*(object)) \
  __pragma(warning(pop))

但是分析器坚持我应该始终使用这些Interlocked*函数，这让我相信一定有更好的方法。如果是这样，那是什么？

Answer 1

我认为这里忽略分析器是可以接受的，因为文档说寄存器宽度变量的简单读取是安全的（32 位系统上的 32 位，64 位系统上的 64 位）。警告文档本身基本上说它过于谨慎，即使访问可能是安全的。

也就是说，如果你想关闭它，你总是可以使用幂等Interlocked操作来获得所需的行为。例如，您可以定义：

#define atomic_load(object) InterlockedOr((object), 0)

由于按位或 with0永远不会更改该值，并且它始终返回原始值，因此最终结果是读取原始值，同时原子地不写入任何内容。

如果你是模拟atomic_load_explicit与memory_order_relaxed您可以通过使用获得更好的性能InterlockedOrNoFence，以避免内存的障碍，但对于模拟的默认（顺序一致）atomic_load你想坚持InterlockedOr。

InterlockedOr大部分是任意选择的（理论上它在硬件上可能比加法或减法之类的进位运算略快），但是InterlockedXor0 的行为应该与其他几个操作相同，只要它们是用他们的身份价值。

您也可以InterlockedCompareExchange以类似的方式使用；需要测试来确定哪个更快：

#define atomic_load(object) InterlockedCompareExchange((object), 0, 0)

同样，如果该值已经为 0，则将其设置为零，但您真正使用它的目的只是获取返回值，即无操作交换之前的原始值。