>>215
内容をみてくださり感謝いたします、とても考えさせられました

まず >>211 に二点誤りがありました
・コンストラクタ引数に与える bit 数から、内部 vector<atomic<int>> の確保容量を計算する方法に誤りがあった
・CAS 後にスピンロックするかどうかの判断にあやまりがあった

修正 https://ideone.com/nwcmzq

>>215
＞while (!_v[q]. _a.compare_exchange_weak(e, e|(1<<r)) {}
＞while (!_v[q]. _a.compare_exchange_weak(e, e& ~(1<<r)) {}
＞(e は未初期化状態でも構わない）

>>195 「やりたいことはエラトステネスのふるいなので、この場合オンしたあとオフすることはありません」
に範囲を限定するのならば >>215 はうまくいくと思います。これには「なるほど！！」と思いました。

ビットセットの最中は別スレッドのビットリセットやビットテストをスピンロックさせたい、
とかの排他制御をやるのならば、dirty-bit（というか1ビットセマフォ）を作らないといけないと考えています