标准C 11是否保证`volatile atomic <T>`具有语义（volatile atomic）？

众所周知， std::atomic 和 volatile 是不同的东西 .

有两个主要区别：

• 两个优化可以用于 std::atomic<int> a; ，但不能用于 volatile int a; ：

• 融合操作： a = 1; a = 2; 可由 a = 2; 上的编译器替换

• 常量传播： a = 1; local = a; 可由 a = 1; local = 1; 上的编译器替换

• 跨原子/易失性操作重新排序普通读/写：

• for volatile int a; 任何volatile-read / write-operations都无法重新排序 . 但附近的普通读/写仍然可以在易失性读/写周围重新排序 .

• for std::atomic a; 根据用于原子操作的内存屏障对附近的普通读/写进行重新排序 a.load(std::memory_order_...);

即 volatile 不介绍内存栅栏，但 std::atomic 可以做到 .

正如文章中所描述的那样：

• Herb Sutter，2009年1月8日 - 第1部分：http://www.drdobbs.com/parallel/volatile-vs-volatile/212701484

• Herb Sutter，2009年1月8日 - 第2部分：http://www.drdobbs.com/parallel/volatile-vs-volatile/212701484?pgno=2

例如， std::atomic 应该用于并发多线程程序（CPU-Core < - > CPU-Core），但 volatile 应该用于访问设备上的Mamory Mapped Regions（CPU-Core < - > Device） .

但是如果需要，两者都具有不寻常的语义，并且具有无锁编码所需的任何或所有原子性和/或排序保证，即如果需要 volatile std::atomic<> ，则需要以下几个原因：

• ordering ：防止普通读/写的重新排序，例如，从CPU-RAM读取，使用Device DMA-controller写入数据

例如：

char cpu_ram_data_written_by_device[1024];
device_dma_will_write_here( cpu_ram_data_written_by_device );

// physically mapped to device register
volatile bool *device_ready = get_pointer_device_ready_flag();

//... somewhere much later
while(!device_ready); // spin-lock (here should be memory fence!!!)
for(auto &i : cpu_ram_data_written_by_device) std::cout << i;

• spilling ：CPU写入CPU-RAM，然后从该存储器读取设备DMA控制器：https://en.wikipedia.org/wiki/Register_allocation#Spilling

例：

char cpu_ram_data_will_read_by_device[1024];
device_dma_will_read_it( cpu_ram_data_written_by_device );

// physically mapped to device register
volatile bool *data_ready = get_pointer_data_ready_flag();

//... somewhere much later
for(auto &i : cpu_ram_data_will_read_by_device) i = 10;
data_ready=true; //spilling cpu_ram_data_will_read_by_device to RAM, should be memory fence

• atomic ：保证volatile操作是原子的 - 即它将由单个操作而不是多个操作组成 - 即一个8字节操作而不是两个4字节操作

为此，Herb Sutter谈到 volatile atomic<T> ，2009年1月8日：http://www.drdobbs.com/parallel/volatile-vs-volatile/212701484?pgno=2

最后，为了表达一个变量，它既有不寻常的语义，又具有无锁编码所需的任何或全部原子性和/或排序保证，只有ISO C 0x草案标准提供了拼写它的直接方法：volatile atomic .

但 modern 标准C 11（不是C 0x草案），C 14和C 17是否保证 volatile atomic<T> 具有两种语义（易失性原子）？

volatile atomic<T> 能保证挥发性和原子性的最严格保证吗？

• 与 volatile 中一样：避免融合操作和常量传播，如问题开头所述

• 与 std::atomic 中一样：引入内存栅栏以提供排序，溢出和原子化 .

我们可以 volatile int *ptr; 从 volatile int *ptr; 到 volatile std::atomic<int>* 吗？