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给出以下示例代码:

int var;
int mvar;
std::mutex mvar_mutex;

void f(){
    mvar_mutex.lock();
    mvar = var * var;
    mvar_mutex.unlock();
}

我想表达它mvar_mutex绑定到变量mvar并仅保护该变量.mvar_mutex不应该保护,var因为它不受约束.因此,允许编译器将上面的代码转换为以下代码:

int var;
int mvar;
std::mutex mvar_mutex;

void f(){
    int r = var * var; //possible data race created if binding is not known
    mvar_mutex.lock();
    mvar = r;
    mvar_mutex.unlock();
}

这可能会减少锁定上的争用,因为在保持锁定时工作量较少.

为此int可以使用std::atomic<int> mvar;和删除mvar_mutex,但对于其他类型,std::vector<int>这是不可能的.

如何以C++编译器理解并进行优化的方式表达互斥变量绑定？对于未绑定到该互斥锁的任何变量,应该允许在互斥锁边界上向上或向下重新排序任何变量

由于代码是使用生成的,clang::ASTConsumer并且clang::RecursiveASTVisitor我愿意使用非标准扩展和AST操作,只要clang(理想情况下是clang 4.0)支持它们并且生成的代码不需要优雅或人类可读.

编辑,因为这似乎导致混淆:上述转换在C++中是不合法的.所描述的互斥锁与变量的绑定不存在.问题是如何实现或实现相同的效果.

据我所知,函数调用充当编译器障碍,但不作为CPU障碍.

本教程说明如下:

获取锁意味着获取语义,而释放锁意味着释放语义!其间的所有内存操作都包含在一个漂亮的小屏障三明治中,防止任何不希望的内存重新排序跨越边界.

我假设上面的引用是关于CPU重新排序而不是编译器重新排序.

但我不明白互斥锁和解锁如何导致CPU赋予这些函数获取和释放语义.

例如,如果我们有以下C代码:

pthread_mutex_lock(&lock);
i = 10;
j = 20;
pthread_mutex_unlock(&lock);

上面的C代码被翻译成以下(伪)汇编指令:

push the address of lock into the stack
call pthread_mutex_lock()
mov 10 into i
mov 20 into j
push the address of lock into the stack
call pthread_mutex_unlock()

现在是什么阻止了CPU重新排序mov 10 into i以及mov 20 into j 上方call pthread_mutex_lock()或下方call pthread_mutex_unlock()？

如果它是call阻止CPU进行重新排序的指令,那么为什么我引用的教程使它看起来像是互斥锁和解锁函数来阻止CPU重新排序,为什么我引用的教程没有说任何函数调用会阻止CPU重新排序吗？

我的问题是关于x86架构.