编译器是否可以优化两个原子负载？ [复制]

Question

在这种情况下，两种负载是否会合二为一？ 如果这取决于架构，那么说英特尔的现代处理器会是什么情况？我相信原子负载相当于英特尔处理器中的正常负载。

void run1() {
    auto a = atomic_var.load(std::memory_order_relaxed);
    auto b = atomic_var.load(std::memory_order_relaxed);
   // Some code using a and b;
}

void run2() {
    if (atomic_var.load(std::memory_order_relaxed) == 2 && /*some conditions*/ ...) {
         if (atomic_var.load(std::memory_order_relaxed) * somevar > 3) {
               /*...*/
         }
    }
}

run1() 和run2() 只是使用两个加载相同原子变量的两个场景。编译器能否将这种两次加载的场景折叠成一次加载并重用它？

Answer 1

编译器可以优化掉原子负载吗？

您的run1() 实现可以安全地优化为

void run1() {
    auto a = atomic_var.load(std::memory_order_relaxed);
    auto b = a;
   // Some code using a and b;
}

在原始程序中，每次调用run1() 时，这两个负载可能在访问atomic_var 的总顺序中彼此相邻。在这种情况下，相邻的load() 操作将返回相同的结果。

由于不能排除这种可能性，因此允许编译器优化第二个load()。这可以为任何内存顺序参数完成，而不仅仅是宽松的原子。

对于run2()，这取决于。您没有指定/*some conditions*/。如果有什么东西，可能会对原子变量产生可见的副作用（比如不透明的函数调用或访问 volatile 变量等），那么就无法对其进行优化。否则有可能。

编译器是否优化了两个原子加载？

取决于您的编译器。并且可能取决于您传入的编译器选项。可能取决于您的平台。关于编译器是否应该优化原子，存在一些争论。有N4455 No Sane Compiler Would Optimize Atomics 和this video 作为主题的开始。

GCC 和 clang 目前没有将两个 load() 操作优化为一个。

Answer 2

GCC (6.3) 和 Clang (3.9) 目前都没有将这两种负载优化为一个。

唯一知道的方法是查看生成的程序集：https://godbolt.org/g/nZ3Ekm