x86_64 是否支援雙精度和 SSE/AVX 向量上的原子操作？

x86_64 上的原子浮點運算和SSE/AVX 向量載入/儲存

雖然C 11 支援無鎖定std::atomic，但它確實確實支援由於CPU 依賴性，目前不支援原子AVX/SSE 向量。然而，問題出現了：x86_64 是否為雙精度或向量上的原子操作提供彙編級支援？

x86_64 上的原子操作

x86_64 支援以下對雙精度的原子操作，使用鎖執行-自由的說明：

• 載入
• 儲存
• 加
• 減
• 乘

原子向量運算x86_64

不幸的是，無法保證128b 或 256b 向量在快取一致性系統中儲存或載入的原子性。但是，對於對齊向量，您可以安全地在共享雙精度數組上使用向量加載和存儲，而無需擔心撕裂的風險。

如果需要原子 16B 加載，則唯一的選擇是使用帶有desired=expected 的鎖 cmpxchg16b。如果成功，它將用自身取代現有值。如果失敗，您將獲得舊內容。請注意，此「載入」會在唯讀記憶體上出現錯誤，因此在將指標傳遞給執行此操作的函數時請小心。

原子 16B 儲存和 RMW 都可以以明顯的方式使用鎖定 cmpxchg16b。這使得純儲存比常規向量儲存昂貴得多，尤其是在多次重試 cmpxchg16b 的情況下。然而，原子 RMW 已經很昂貴了。

原子向量運算的限制

• 原子<__m128d>由於使用 cmpxchg16b，即使對於只讀或只寫操作也會很慢。
• atomic<__m256d>不能是無鎖的。
• alignas(64)atomic共享緩衝區[1024]；將允許自動向量化，但編譯器不會為此產生有效的 asm。

原子讀取和更新 16B 對象

您可以原子更新 16B 對象，但單獨讀取 8B 一半。然而，編譯器並沒有提供一種乾淨的方式來表達這一點，並且由於編譯器開發人員不斷的考慮，內聯 cmpxchg16b 是不可靠的。

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