Я хотел бы документировать, какие высокоуровневые (т.е. C ++, не встроенный ассемблер) функции или макросы доступны для атомарных примитивов Compare And Swap (CAS) ...

Например, WIN32 на x86 имеет семейство функций_InterlockedCompareExchange в<_intrin.h> заголовок.