c++ - 如何在 C++ 中自动添加和获取 128 位数字？

Question

我使用 Linux x86_64 和 clang 3.3。

这在理论上有可能吗？

std::atomic<__int128_t>不起作用(对某些函数的 undefined reference )。

__atomic_add_fetch 也不起作用(“错误:还不能编译这个原子库调用”)。

两者都是 std::atomic和 __atomic_add_fetch使用 64 位数字。

Answer 1

用一条指令不可能做到这一点，但你可以模拟它并且仍然是无锁的。除了最早的 AMD64 CPU，x64 支持 CMPXCHG16B 指令。通过一些多精度数学，您可以很容易地做到这一点。

恐怕我不知道 GCC 中 CMPXCHG16B 的内在函数，但希望您知道有一个 CMPXCHG16B 的自旋循环。下面是一些未经测试的 VC++ 代码:

// atomically adds 128-bit src to dst, with src getting the old dst.
void fetch_add_128b(uint64_t *dst, uint64_t* src)
{
    uint64_t srclo, srchi, olddst[2], exchlo, exchhi;

    srchi = src[0];
    srclo = src[1];
    olddst[0] = dst[0];
    olddst[1] = dst[1];

    do
    {
        exchlo = srclo + olddst[1];
        exchhi = srchi + olddst[0] + (exchlo < srclo); // add and carry
    }
    while(!_InterlockedCompareExchange128((long long*)dst,
                                          exchhi, exchlo,
                                          (long long*)olddst));

    src[0] = olddst[0];
    src[1] = olddst[1];
}

编辑:这里有一些未经测试的代码来 self 能找到的 GCC 内在函数:

// atomically adds 128-bit src to dst, returning the old dst.
__uint128_t fetch_add_128b(__uint128_t *dst, __uint128_t src)
{
    __uint128_t dstval, olddst;

    dstval = *dst;

    do
    {
        olddst = dstval;
        dstval = __sync_val_compare_and_swap(dst, dstval, dstval + src);
    }
    while(dstval != olddst);

    return dstval;
}