C++11原子类型：是否在寄存器缓存可重复读，还是仅保证原子性？

针对问题：C++11中的原子类型是否会将可重复读操作缓存到寄存器中？还是仅保证原子性（即读操作不会被拆分为多个部分）？

结论是：MSVC++、clang++/clang-cl以及g++在使用memory_order_relaxed内存序的情况下，不会对原子读操作进行寄存器缓存——每一次load都会直接从内存（或缓存一致性协议维护的缓存）中读取，而非复用之前加载到寄存器的值。

以下是测试代码：

#include <atomic>

using namespace std;

int x( atomic_int const &ai )
{
    int
        a = ai.load( memory_order_relaxed ),
        b = ai.load( memory_order_relaxed );
    return a + b;
}

g++编译生成的汇编 #

movl    (%rdi), %edx
movl    (%rdi), %eax
addl    %edx, %eax
ret

clang-cl编译生成的汇编 #

mov eax, dword ptr [rcx]
add eax, dword ptr [rcx]
ret

MSVC（cl）编译生成的汇编 #

mov edx, DWORD PTR [rcx]
mov eax, DWORD PTR [rcx]
add eax, edx
ret 0

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Edison von Myosotis