x86/x86_64 实现

x86 平台上，使用 LOCK XADD 指令来实现原子自增：

#include <iostream>inline int atomic_increment_x86(int* value) {int result;__asm__ __volatile__("lock xaddl %1, %0": "+m"(*value), "=r"(result): "1"(1): "memory");return result + 1;
}

说明

• lock xaddl 指令用于原子地将寄存器的值加到内存变量上，并返回原值。
• +m(*value): +m 表示被修改的内存操作数。
• "1"(1): 约束 1 号操作数使用寄存器，并初始化为 1。
• memory 作为 clobber 说明该指令会修改内存。

ARM（ARMv7）实现

在 ARM（32 位）上，使用 ldrex 和 strex 指令实现原子操作：

#include <iostream>inline int atomic_increment_arm(int* value) {int result, tmp;__asm__ __volatile__("1: ldrex %0, [%2]\n""   add %0, %0, #1\n""   strex %1, %0, [%2]\n""   teq %1, #0\n""   bne 1b\n": "=&r"(result), "=&r"(tmp): "r"(value): "memory", "cc");return result;
}

说明

• ldrex 加载值到 result，并设置独占标志。
• add 执行加 1 操作。
• strex 试图存回新值到 value，并检查是否成功（如果 strex 失败，则循环重试）。
• teq %1, #0 检测 strex 失败标志，不为 0 时回到 1: 处重试。

ARM64（AArch64）实现

在 ARM64（64 位）上，可以使用 ldxr 和 stxr 进行原子操作：

#include <iostream>inline int atomic_increment_arm64(int* value) {int result, tmp;__asm__ __volatile__("1: ldxr %w0, [%2]\n""   add %w0, %w0, #1\n""   stxr %w1, %w0, [%2]\n""   cbnz %w1, 1b\n": "=&r"(result), "=&r"(tmp): "r"(value): "memory");return result;
}

说明

• ldxr（load exclusive register）加载 value，并建立独占访问。
• stxr（store exclusive register）存储 value，如果失败，则重新加载并重试。
• cbnz 指令检查 stxr 失败标志，不为 0 时回到 1: 处重试。

c++封装

#include <iostream>inline int atomic_increment(int* value) {
#if defined(__x86_64__) || defined(__i386__)return atomic_increment_x86(value);
#elif defined(__aarch64__)return atomic_increment_arm64(value);
#elif defined(__arm__)return atomic_increment_arm(value);
#else#error "Unsupported architecture"
#endif
}int main() {int counter = 0;std::cout << "Before: " << counter << std::endl;std::cout << "After: " << atomic_increment(&counter) << std::endl;return 0;
}