c++ - 确定 OpenMP 原子指令的实现方式

Question

实现 OpenMP 标准的编译器可以(但没有义务)利用特殊的硬件指令在 #pragma omp atomic 指令原子之后进行某些内存更新，从而避免昂贵的锁。根据http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gccint/OpenMP.html , GCC 实现原子更新如下:

Whenever possible, an atomic update built-in is used. If that fails, a compare-and-swap loop is attempted. If that also fails, a regular critical section around the expression is used.

1. 如何确定在给定机器和 GCC 版本上实际使用的是这三者中的哪一个？是否有一些 GCC 的冗长选项，我可以设置它来查找而无需分析我的程序或查看生成的字节码？

2. 是否有一些文档列出了提供原子加法/增量等指令的 CPU/架构，使我能够预测给定机器的结果？

我在各种不同的机器上使用 GCC 4.2 到 4.6 版。

Answer 1

您可以使用 -fdump-tree-all 选项查看中间树表示。鉴于该选项，GCC 在几个中间步骤中写入一组文件，并且可以观察应用于树的连续转换。 .ompexp 文件在这里特别重要，因为它包含在 OpenMP 表达式被扩展到它们的具体实现之后的树。

例如下面简单代码中parallel区域内的 block :

int main (void)
{
    int i = 0;

    #pragma omp parallel
    {
       #pragma omp atomic
       i++;
    }

    return i;
}

在64位Linux上被GCC 4.7.2转化为:

;; Function main._omp_fn.0 (main._omp_fn.0, funcdef_no=1, decl_uid=1712, cgraph_uid=1)

main._omp_fn.0 (struct .omp_data_s.0 * .omp_data_i)
{
  int D.1726;
  int D.1725;
  int i [value-expr: *.omp_data_i->i];
  int * D.1723;
  int * D.1722;

<bb 2>:
  D.1722_2 = .omp_data_i_1(D)->i;
  D.1723_3 = &*D.1722_2;
  __atomic_fetch_add_4 (D.1723_3, 1, 0);
  return;

}

最后变成:

00000000004006af <main._omp_fn.0>:
  4006af:       55                      push   %rbp
  4006b0:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4006b3:       48 89 7d f8             mov    %rdi,-0x8(%rbp)
  4006b7:       48 8b 45 f8             mov    -0x8(%rbp),%rax
  4006bb:       48 8b 00                mov    (%rax),%rax
  4006be:       f0 83 00 01             lock addl $0x1,(%rax)
  4006c2:       5d                      pop    %rbp
  4006c3:       c3                      retq

至于第二个问题，可能还取决于GCC是如何构建的。