`std::atomic`이 XCHG를 사용하여 저장소의 순차적 일관성을 보장하는 이유는 무엇입니까?

std::atomic 저장소에서 순차 일관성을 보장하는 XCHG의 역할

일반 저장소를 사용하고 읽기를 수행하는 것이 직관적으로 보일 수 있지만 /순차적 일관성을 달성하기 위해 메모리 장벽을 작성하고, 순차적 일관성을 갖춘 std::atomic의 저장소를 작성합니다. (seq_cst) 주문은 대신 XCHG를 활용합니다. 이 접근 방식은 x86 및 x86_64 아키텍처에서 XCHG의 특정 특성으로 인해 정당화됩니다.

원자 RMW 및 전체 메모리 장벽

x86 아키텍처에서는 원자 읽기-수정-쓰기가 가능합니다. XCHG와 같은 (RMW) 작업은 본질적으로 전체 메모리 장벽으로 작동합니다. XCHG의 암시적 잠금 접두사는 전역 순서를 적용하여 수행하는 로드 및 저장 작업이 버퍼링이나 로드-로드 재정렬로 분리될 수 없도록 보장합니다.

순차 일관성과 순차 릴리스

x86의 일반적인 저장소 작업에는 릴리스 의미 체계가 있어 로드 획득을 포함한 후속 작업으로 다시 주문할 수 있습니다. 순차 일관성을 강화하려면 릴리스 장벽만 사용하기보다는 순차 릴리스 장벽이 필요합니다.

성능 고려 사항

seq_cst 저장소 구현을 위해 MFENCE와 XCHG 중에서 선택 성능 트레이드오프가 포함됩니다. MFENCE는 Intel Skylake 및 후속 아키텍처에서 잘못된 실행을 차단하지만 XCHG는 그렇지 않습니다. 이러한 차이는 주변 코드 실행에 영향을 줄 수 있습니다. 캐시 상태 및 스레드 경합과 같은 다른 요소도 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

컴파일러 및 커널 권장 사항

최신 버전의 GCC 및 최신 컴파일러는 MFENCE보다 XCHG를 선호합니다. seq_cst는 대부분의 플랫폼에 저장됩니다. Linux 커널은 원자 seq_cst 저장소에 XCHG를 사용하는 반면 다양한 유형의 메모리 장벽에는 XCHG와 MFENCE를 모두 사용합니다.

x86의 암시적 메모리 장벽

x86 및 x86_64 저장소가 암시적 획득 펜스를 보유하고 있다는 것은 올바르지 않습니다. 이러한 아키텍처의 저장소에는 기본적으로 릴리스 의미가 있습니다. 의미를 획득하려면 획득 작업을 명시적으로 지정해야 합니다.

결론

std::atomic의 seq_cst 저장소에서 XCHG를 사용하면 x86 및 x86_64 플랫폼에서 순차적 일관성이 보장됩니다. RMW 작업에 내재된 전체 메모리 장벽 속성을 활용합니다. MFENCE와 같은 다른 옵션은 특정 하드웨어 및 작동 조건에 따라 더 약한 보증이나 다른 성능 특성을 제공할 수 있습니다.

위 내용은 `std::atomic`이 XCHG를 사용하여 저장소의 순차적 일관성을 보장하는 이유는 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!