没有 LOCK 前缀的 CMPXCHG 指令的目的？ [复制]答案

【问题标题】：Purpose of CMPXCHG instruction without LOCK prefix? [duplicate]没有 LOCK 前缀的 CMPXCHG 指令的目的？ [复制]
【发布时间】：2014-10-12 11:17:34
【问题描述】：

我正在阅读英特尔开发人员手册的第 3a 卷：

在第 245 页上，它暗示只有 XCHG 指令具有自动总线锁定功能。 XADD 和 CMPXCHG 等指令不会自动锁定系统总线，为此您需要添加前缀 LOCK 。对我来说，这表明指令本身并不是跨多个 CPU 内核的原子。

如果这些指令不是原子的，那么这些指令的目的是什么？

在我阅读手册之前，我预计这些指令在 CPU 级别上本质上是原子的。我认为这就是结合“比较”和“设置”功能的原因。

编辑：

原因可能是在单个 CPU 内核上强制执行原子性？？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

编译器可以优化条件集，例如

if (n == 42) { n = 2 };

转换成 CMPXCHG（不带 LOCK 前缀），如果这实际上更快的话。

此外，CMPXCHG 在单处理器系统上是原子的，您仍然需要针对中断进行同步（可以在任意两条指令之间触发，但不能在一条指令的中间触发）核心）。

您可以在Peter Cordes's answer. 中阅读有关CMPXCHG 不带LOCK 前缀的用例

【讨论】：

怎么样？除非您实际展示程序集，否则这不是一个很好的示例。
有趣的地方。通常无分支代码最终会无条件地写入旧值或新值（例如 load/cmov/store 或 SIMD 加载/混合/存储）。但我认为没有lock 的cmpxchg 确实是一个条件存储，至少根据手册。 felixcloutier.com/x86/cmpxchg。因此，它不会通过在比较失败的情况下引入非原子读/重写来“发明写入”。（如果是这样，如果另一个线程同时写入n，那将是不安全的。存储可能会跟随另一个线程的存储并踩到它。）