忙于轮询 std::atomic - msvc 优化循环 - 为什么以及如何防止？

Question

我正在尝试实现一个简单的忙循环功能。

这应该保持轮询 std::atomic 变量的最大次数 (spinCount)，如果在给定的尝试中状态确实发生了变化（变为 NOT_AVAILABLE 以外的任何值），则返回 true，否则返回 false：

// noinline is just to be able to inspect the resulting ASM a bit easier - in final code, this function SHOULD be inlined!
__declspec(noinline) static bool trySpinWait(std::atomic<Status>* statusPtr, const int spinCount)
{
    int iSpinCount = 0;
    while (++iSpinCount < spinCount && statusPtr->load() == Status::NOT_AVAILABLE);
    return iSpinCount == spinCount;
}

但是，MSVC 似乎只是优化了 Win64 的发布模式下的循环。我对 Assembly 很差劲，但在我看来，它甚至根本没有尝试读取 statusPtr 的值：

int iSpinCount = 0;
000000013F7E2040  xor         eax,eax  
    while (++iSpinCount < spinCount && statusPtr->load() == Status::NOT_AVAILABLE);
000000013F7E2042  inc         eax  
000000013F7E2044  cmp         eax,edx  
000000013F7E2046  jge         trySpinWait+12h (013F7E2052h)  
000000013F7E2048  mov         r8d,dword ptr [rcx]  
000000013F7E204B  test        r8d,r8d  
000000013F7E204E  je          trySpinWait+2h (013F7E2042h)  
    return iSpinCount == spinCount;
000000013F7E2050  cmp         eax,edx  
000000013F7E2052  sete        al  

我的印象是 std::atomic 和 std::memory_order_sequential_cst 创建了一个编译器屏障，应该防止这样的事情，但似乎不是这样（或者更确切地说，我的理解可能是错误的）。

我在这里做错了什么，或者更确切地说 - 我怎样才能最好地实现该循环而不优化它，同时对整体性能的影响最小？

我知道我可以使用#pragma optimize("", off)，但是（除了上面的示例），在我的最终代码中，出于性能原因，我非常希望将此调用内联到更大的函数中.似乎这个#pragma 通常会阻止内联。

欣赏任何想法！

谢谢

Answer 1

但在我看来，它甚至根本没有尝试读取 statusPtr 的值

它确实会在循环的每次迭代中重新加载它：

000000013F7E2048  mov         r8d,dword ptr [rcx] # rcx is statusPtr

我的印象是 std::atomic 和 std::memory_order_sequential_cst 创建了一个编译器屏障，应该防止这样的事情发生，

你不需要比std::memory_order_relaxed更多的东西，因为线程之间只有一个共享变量（更重要的是，这段代码不会改变原子变量的值）。没有重新排序问题。

换句话说，这个函数按预期工作。

你可能喜欢使用PAUSE指令，见Benefitting Power and Performance Sleep Loops。