アトミック性を保証したシングルビット操作

Question

C++のアトミック操作として単一ビットを設定、クリア、テスト、フリップする方法はありますか？たとえば、 "compare_and_swap"のビット単位のバリアントです。

Answer 1

ビットを整数で反転することは比較と交換の操作に過ぎません。これを使って1ビットをテストして反転させても何も変わらないということです。したがって、単純なcompare_exchange_weakループがこれを行います。

Answer 2

操作ビットは、compare_exchange RMWを必要とし、atomic変数の他のビットに触れないようにします。 ビットのテストは変更操作ではないため、load()で十分です。

あなたは

template<typename T, typename OP> 
T manipulate_bit(std::atomic<T> &a, unsigned n, OP bit_op) 
{ 
    static_assert(std::is_integral<T>::value, "atomic type not integral"); 

    T val = a.load(); 
    while (!a.compare_exchange_weak(val, bit_op(val, n))); 

    return val; 
} 

auto set_bit = [](auto val, unsigned n) { return val | (1 << n); }; 
auto clr_bit = [](auto val, unsigned n) { return val & ~(1 << n); }; 
auto tgl_bit = [](auto val, unsigned n) { return val^(1 << n); }; 


int main() 
{ 
    std::atomic<int> a{0x2216}; 

    manipulate_bit(a, 3, set_bit); // set bit 3 

    manipulate_bit(a, 7, tgl_bit); // toggle bit 7 

    manipulate_bit(a, 13, clr_bit); // clear bit 13 

    bool isset = (a.load() >> 5) & 1; // testing bit 5 
}