CPU Relax 指令和 C++11 原语

我注意到许多使用特定于操作系统的原语实现的无锁算法，例如所描述的自旋锁here http://locklessinc.com/articles/locks/（使用 Linux 特定的原子原语）经常使用“cpurelax”指令。使用 GCC，可以通过以下方式实现：

asm volatile("pause\n": : :"memory");

具体来说，该指令经常用在正文中while循环自旋锁，同时等待变量设置为某个值。

C++11 似乎没有提供任何类型的可移植“cpu_relax”类型指令。这有什么原因吗？ “暂停”语句真的能完成任何有用的事情吗？

Edit:

另外，我想问：为什么 C++11 标准委员会不决定包含一个泛型std::cpu_relax()管他呢？保证可移植性太难了吗？

The PAUSE指令是 x86 特定的。它是sole use处于自旋锁等待循环中，其中：

提高了自旋等待循环的性能。当执行“自旋等待循环”时，处理器在退出循环时将遭受严重的性能损失，因为它检测到可能的内存顺序违规。 PAUSE 指令向处理器提示代码序列是一个自旋等待循环。

Also:

在 spinwait 循环中插入暂停指令可以大大降低处理器的功耗。

将此指令放入自旋锁循环中的位置也是特定于 x86_64 的。我不能代表 C++11 标准人员发言，但我认为他们得出这样的结论是合理的：这个魔法的正确位置是在相关库中......以及实现原子、互斥等所需的所有其他魔法。

NB: the PAUSE does not释放处理器以允许另一个线程运行。这是not一个“低级”pthread_yield()。 （尽管在 Intel 超线程核心上，它确实可以防止自旋锁线程占用核心。）PAUSE似乎是关闭通常的指令执行优化和流水线，这会减慢线程速度（有点），但是发现锁正忙，这会降低接触锁变量的速率，从而使缓存系统当锁的当前所有者正在尝试继续实际工作时，不会被服务员敲打。

请注意，用于“手动滚动”自旋锁、互斥体等的原语不是特定于操作系统的，而是特定于处理器的。

我不确定我是否会将“手卷”自旋锁描述为“无锁”！

FWIW，英特尔对自旋锁的建议（“英特尔® 64 和 IA-32 架构优化参考手册") is:

  Spin_Lock:
    CMP   lockvar, 0     // Check if lock is free.
    JE    Get_lock
    PAUSE                // Short delay.
    JMP   Spin_Lock
  Get_Lock:
    MOV   EAX, 1
    XCHG  EAX, lockvar  // Try to get lock.
    CMP   EAX, 0        // Test if successful.
    JNE   Spin_Lock

显然，人们可以使用 a 来编写一些可以编译成这样的东西std::atomic_flag...或使用pthread_spin_lock()，在我的机器上是：

  pthread_spin_lock:
    lock decl (%rdi)
    jne    wait
    xor    %eax, %eax
    ret
  wait:
    pause
    cmpl   $0, (%rdi)
    jg     pthread_spin_lock
    jmp    wait

这真的很难挑剔。