x86/x86_64 實現

x86 平臺上，使用 LOCK XADD 指令來實現原子自增：

#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;
}

說明

• lock xaddl 指令用于原子地將寄存器的值加到內存變量上，并返回原值。
• +m(*value): +m 表示被修改的內存操作數。
• "1"(1): 約束 1 號操作數使用寄存器，并初始化為 1。
• memory 作為 clobber 說明該指令會修改內存。

ARM（ARMv7）實現

在 ARM（32 位）上，使用 ldrex 和 strex 指令實現原子操作：

#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;
}

說明

• ldrex 加載值到 result，并設置獨占標志。
• add 執行加 1 操作。
• strex 試圖存回新值到 value，并檢查是否成功（如果 strex 失敗，則循環重試）。
• teq %1, #0 檢測 strex 失敗標志，不為 0 時回到 1: 處重試。

ARM64（AArch64）實現

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

#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;
}

說明

• ldxr（load exclusive register）加載 value，并建立獨占訪問。
• stxr（store exclusive register）存儲 value，如果失敗，則重新加載并重試。
• cbnz 指令檢查 stxr 失敗標志，不為 0 時回到 1: 處重試。

c++封裝

#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;
}