为什么 GCC 使用 mov/mfence 而不是 xchg 来实现 C11 的 atomic_store？答案

【问题标题】：Why does GCC use mov/mfence instead of xchg to implement C11's atomic_store?为什么 GCC 使用 mov/mfence 而不是 xchg 来实现 C11 的 atomic_store？
【发布时间】：2014-09-14 14:36:33
【问题描述】：

在 C++ and Beyond 2012: Herb Sutter - atomic<> Weapons, 2 of 2 Herb Sutter 中（大约 0:38:20）认为应该使用 xchg，而不是 mov/mfence 在 x86 上实现 atomic_store。他似乎还暗示这个特定的指令顺序是每个人都同意的。但是，GCC 使用后者。为什么 GCC 使用这个特定的实现？

【问题讨论】：

上一个问题中的这个答案几乎涵盖了它：stackoverflow.com/a/22283062/3826372

标签： c gcc atomic memory-barriers

【解决方案1】：

很简单，mov 和 mfence 方法更快，因为它不会触发像 xchg 这样需要时间的冗余内存读取。 x86 CPU 保证线程之间写入的严格顺序，所以这就足够了。

请注意，一些非常旧的 CPU 在 mov 指令中有一个错误，这使得 xchg 是必要的，但这是很久以前的事情了，解决这个问题对于大多数用户来说不值得。

感谢 @amdn 提供有关旧 Pentium CPU 中导致过去需要 xchg 的错误的信息。

【讨论】：

我很好奇为什么 Herb Sutter 争论（2012 年）当时使用 xchg，因为他似乎在这个问题上知识渊博。
@tibbe 我个人的猜测是 xchg 在过去的某个时候更好，我发现了各种过时的文档，mfence + mov 在某些 Athlon 上运行缓慢，并且在一些早期的奔腾上坏了。可能该建议曾经是明智的，但只是有点过时了，请注意他可能在演讲前一段时间首先进行了研究，并且即使在那时也可能在过时的 CPU 上进行了研究，我可以看到他有可能做到这一点结论。然而，几乎所有文档都说 mov mfence 路径在现代 CPU 上更快，如果不是很旧的话。