C++11 与传统 GCC 内置函数（如 `__sync_synchronize`）的顺序一致

因此，我偶然发现了 Jeff Preshing 的精彩博客文章，其中介绍了什么是AcquireCPU障碍Release以及如何通过一些 CPU障碍实现这些障碍。

我还读过关于某种总顺序的文章，它保证与非一致性后关系SeqCst一致- 尽管有时由于历史原因它可能与由简单/操作建立的前发生关系相矛盾。AcquireRelease

我的问题是，旧的 GCC 内置函数如何映射到 C++11 (及更高版本) 提出的内存模型？具体来说，如何映射__sync_synchronize()到 C++11 或更高版本的现代 C/C++？

在 GCC手册中，此调用被简单地描述为完整内存屏障，我认为这是所有四种主要屏障（即LoadLoad/ LoadStore/ StoreLoad/StoreStore 屏障）的组合。但sync_synchronize 相当于std::atomic_thread_fence(memory_order_seq_cst)？或者，从形式上讲，其中一个比另一个更强（我想这里就是这种情况：通常，SeqCst隔离应该更强，因为它需要工具链/平台以某种方式即兴执行全局排序，不是吗？），而碰巧大多数 CPU只提供同时满足两者（完整内存屏障__sync_synchronize，完全顺序排序std::atomic_thread_fence(memory_order_seq_cst)）的指令，例如 x86和 PowerPC ？mfencehwsync

__sync_synchronize和要么std::atomic_thread_fence(memory_order_seq_cst)在形式上相等，要么在实际上相等（即，从形式上讲它们是不同的，但没有商业化的 CPU 会费心区分两者），从技术上讲，memory_order_relaxed对同一原子的负载仍然不能依赖于与它同步/创建先发生关系，不是吗？

也就是说，从技术上讲，所有这些断言都可以失败，对吗？

// Experiment 1, using C11 `atomic_thread_fence`: assertion is allowed to fail, right?

// global
static atomic_bool lock = false;
static atomic_bool critical_section = false;

// thread 1
atomic_store_explicit(&critical_section, true, memory_order_relaxed);
atomic_thread_fence(memory_order_seq_cst);
atomic_store_explicit(&lock, true, memory_order_relaxed);

// thread 2
if (atomic_load_explicit(&lock, memory_order_relaxed)) {
    // We should really `memory_order_acquire` the `lock`
    // or `atomic_thread_fence(memory_order_acquire)` here,
    // or this assertion may fail, no?
    assert(atomic_load_explicit(&critical_section, memory_order_relaxed));
}

// Experiment 2, using `SeqCst` directly on the atomic store

// global
static atomic_bool lock = false;
static atomic_bool critical_section = false;

// thread 1
atomic_store_explicit(&critical_section, true, memory_order_relaxed);
atomic_store_explicit(&lock, true, memory_order_seq_cst);

// thread 2
if (atomic_load_explicit(&lock, memory_order_relaxed)) {
    // Again we should really `memory_order_acquire` the `lock`
    // or `atomic_thread_fence(memory_order_acquire)` here,
    // or this assertion may fail, no?
    assert(atomic_load_explicit(&critical_section, memory_order_relaxed));
}

// Experiment 3, using GCC built-in: assertion is allowed to fail, right?

// global
static atomic_bool lock = false;
static atomic_bool critical_section = false;

// thread 1
atomic_store_explicit(&critical_section, true, memory_order_relaxed);
__sync_synchronize();
atomic_store_explicit(&lock, true, memory_order_relaxed);

// thread 2
if (atomic_load_explicit(&lock, memory_order_relaxed)) {
    // we should somehow put a `LoadLoad` memory barrier here,
    // or the assert might fail, no?
    assert(atomic_load_explicit(&critical_section, memory_order_relaxed));
}

我已经在 RPi 5 上尝试了这些代码片段，但我没有看到断言失败。是的，这并没有正式证明任何事情，但它也没有阐明__sync_synchronize和之间的区别std::atomic_thread_fence(memory_order_seq_cst)。