Posso incrementar atomicamente um contador de 16 bits em x86/x86_64?

Question

Quero salvar a memória convertendo um contador de 32 bits existente em um contador de 16 bits. Este contador é incrementado/diminuído atomicamente. Se eu fizer isso:

1. Que instruções eu uso para atomic_inc (uint16_t x) em x86/x86_64?
2. Isso é confiável nas máquinas multiprocessador x86/x86_64?
3. Existe uma penalidade de desempenho a pagar em alguma dessas arquiteturas por fazer isso?
4. Se sim, para (3), qual é a penalidade de desempenho esperada?

Obrigado por seus comentários!

Answer 1

Aqui está um que usa extensões de montagem do GCC, como uma alternativa à resposta Delphi de Steve:

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

Altere o 1 com -1 e o ++ com --, para diminuir.

Answer 2

Aqui está uma função Delphi que funciona:

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

Eu acho que você poderia convertê -lo em qualquer linguagem que você precisar.

Answer 3

A maneira mais simples de realizar um aumento atômico é a seguinte (este é em linha ASM):

asm
  lock inc dword ptr Counter;
end;

onde j é um número inteiro. Isso aumentará diretamente o contador em seu local de memória.

Eu testei isso com força bruta e funciona 100%.

Answer 4

Para responder às outras três perguntas:

1. Não encontrou uma maneira de fazer uma lista numerada começando com 2
2. Sim, isso é confiável em um ambiente multiprocessador
3. Sim, há uma penalidade de desempenho
4. O prefixo "bloqueio" trava os ônibus, não apenas para o processador, mas para qualquer hardware externo, que pode querer acessar o barramento via DMA (armazenamento em massa, gráficos ...). Portanto, é lento, normalmente ~ 100 ciclos de relógio, mas pode ser mais caro. Mas se você tem "megabytes" de contadores, é provável que você esteja enfrentando uma falta de cache e, neste caso, você terá que esperar cerca de 100 relógios de qualquer maneira (o tempo de acesso à memória), em caso de uma página, vários, vários Centenas, então a sobrecarga da trava pode não importar.