兩個CPU核心上的InterlockedExchange

Question

我有一個Windows 7驅動程序，我想同步對變量的訪問。我可以使用InterlockedExchange嗎？

我目前對InterlockedExchange的理解是，InterlockedExchange是通過編譯器內在函數完成的。這意味着，讀取（InterlockedExchange返回舊值）並且寫入在一個時鐘週期內完成。只有當變量總是通過互鎖功能訪問時，互鎖功能纔是原子的。

但在這種情況下會發生什麼：

CPU1: InterlockedExchange(&Adapter->StatusVariable, 5); 
CPU2: InterlockedExchange(&Adapter->StatusVariable, 3); 

StatusVariable被寫在兩個CPU核心相同的時鐘週期。該函數是否注意到變量被訪問並將寫入推遲到一個不同的時鐘週期？或者是不確定變量在寫入後具有哪個值？變量是否也可能包含垃圾？

編輯：我在x86或x64上。

Answer 1

我有一個Windows 7驅動程序，我想同步訪問變量 。我可以使用InterlockedExchange嗎？

也許吧。也許不會。這取決於你想要做什麼，變量代表什麼，以及當你說「同步訪問」時你的期望是什麼。

這樣說，我懷疑答案是否定的，因爲我看不出你在做什麼算作同步。

這意味着，讀取（InterlockedExchange返回舊值）和 寫入在一個時鐘週期完成。

不完全是。互鎖功能確保操作以原子方式進行。需要多少個時鐘週期是另一個問題。忘記時鐘週期。

只有當通過互鎖功能訪問變量總是 時，互鎖功能纔是原子。

這是什麼意思？

該函數是否注意到變量被訪問並推遲 寫入不同的時鐘週期？

它更準確地說，處理器它的聲明。無論它是否將一個寫入不同的時鐘週期，您關心什麼？也許它確實，也許它沒有。這不關你的事。

所有的編譯器和處理器將保證在你的榜樣，所有你需要知道的是：

1. 聲明InterlockedExchange(&Adapter->StatusVariable, 3);後的Adapter->StatusVariable值要麼是3或5;和
2. 語句InterlockedExchange(&Adapter->StatusVariable, 5);後的Adapter->StatusVariable值要麼是3或5。

它將具有這兩個值並沒有其他值中的一個。你只是不能知道它會有哪些值，它應該很明顯，看看爲什麼。

或者它未定義變量在寫入後有哪些值？

這取決於你的「undefined」的定義我猜。目前還不清楚它將具有哪兩個值，但它有3或5，假設沒有其他線程正在更改該點後的值。

變量是否也可能包含垃圾？

如果「垃圾」你的意思是比任何3或5其他的東西，然後，在沒有以該值弄亂任何其他代碼，答案是明確的沒有。該變量將包含值3或值5。

Answer 2

我的直覺是，由於兩個CPU將在單獨的線程上執行這些命令，所以InterlockedExchange將阻塞一個線程，直到現有線程完成。

我不確定你需要擔心時鐘週期，更多關注線程。對不起，我不熟悉這一點，但我閱讀文檔和線程方面對我來說很突出。

Answer 3

InterlockedExchange生成一個具有隱式內存屏障的xchg指令。

Intel Instruction set reference是你的朋友:)有關鎖的工作原理的更多信息，請參閱第8章。

從XCHG指令：

交換指令交換的一個或多個操作數的內容，並且在一些情況下，執行附加的操作，諸如斷言LOCK信號或在EFLAGS修改標誌寄存器。

XCHG（交換）指令交換兩個操作數的內容。這條指令取代了三條指令，並且不需要臨時位置來保存一個操作數位置的內容，而另一個正在被加載。當內存操作數與XCHG指令一起使用時，處理器的LOCK信號自動置爲 。因此該指令對於實現進程同步的信號量或類似數據結構很有用。有關總線鎖定的更多信息，請參閱英特爾®64和 IA-32架構軟件開發人員手冊，卷3A的第8章「多處理器管理」中的「總線鎖定」。

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