Могу ли я атомарно увеличивать 16-разрядный счетчик на x86/x86_64?

Question

Я хочу сохранить память, преобразовывая существующий 32-разрядный счетчик в 16-разрядный счетчик. Этот счетчик атомарно увеличивается/уменьшается. Если я это сделаю:

1. Какие инструкции я использую для atomic_inc (uint16_t x) на x86/x86_64?
2. Является ли это надежным в многопроцессорных машинах x86/x86_64?
3. Есть ли штраф за исполнение, заплаченный за любую из этих архитектур за это?
4. Если да для (3), какова ожидаемая штрафная ставка исполнения?

Спасибо за ваши комментарии!

Answer 1

Вот один, который использует GCC расширения сборки, в качестве альтернативы Delphi ответ Стива:

uint16_t atomic_inc(uint16_t volatile* ptr) 
{ 
    uint16_t value(1); 
    __asm__("lock xadd %w0, %w1" : "+r" (value) : "m" (*ptr)); 
    return ++value; 
} 

Изменение 1 с -1, а ++ с -- для декремента.

Answer 2

Вот функция Delphi, которая работает:

function LockedInc(var Target :WORD) :WORD; 
asm 
     mov  ecx, eax 
     mov  ax, 1 
    Lock xadd [ecx], ax 
     Inc  eax 
end; 

Я думаю, вы могли бы преобразовать его в каком бы языке вы требуете.

Answer 3

Чтобы ответить на другие три вопроса:

1. Не нашел способ сделать нумерованный список, начиная с 2
2. Да, это надежно в многопроцессорной среде
3. Да, есть штраф за исполнение
4. Префикс «блокировка» блокирует шины не только для процессора, но и для любого внешнего оборудования, которое может хотеть получить доступ к шине через DMA (массовое хранение, графика ...). Таким образом, он медленный, обычно ~ 100 тактов, но он может быть более дорогостоящим. Но если у вас есть «мегабайты» счетчиков, скорее всего, вы столкнетесь с промахом кэш-памяти, и в этом случае вам придется ждать около 100 часов в любом случае (время доступа к памяти), в случае пропусков страницы несколько сто, поэтому накладные расходы от блокировки могут не иметь значения.

Answer 4

Самый простой способ выполнить атомное увеличение следующим образом (это встроенный ASM):

asm 
    lock inc dword ptr Counter; 
end; 

, где J представляет собой целое число. Это будет напрямую увеличивать счетчик в памяти.

Я проверил это с грубой силой, и он работает на 100%.