Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 577622
  • 博文数量: 158
  • 博客积分: 4380
  • 博客等级: 上校
  • 技术积分: 2356
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2006-09-21 10:45
文章分类

全部博文(158)

文章存档

2012年(158)

我的朋友

分类: C/C++

2012-11-19 13:10:35

Intel CPU相关指令:
LOCK
这是一个指令前缀,在所对应的指令操作期间使此指令的目标操作数指定的存储区域锁定,以得到保护。
XADD
先交换两个操作数的值,再进行算术加法操作。多处理器安全,在80486及以上CPU中支持。
CMPXCHG
比较交换指令,第一操作数先和AL/AX/EAX比较,如果相等ZF置1,第二操作数赋给第一操作数,否则ZF清0,第一操作数赋给AL/AX/EAX。
多处理器安全,在80486及以上CPU中支持。
CMPXCHG8B
同上,64位比较交换指令,第二操作数隐含为EDX:EAX,比较EDX:EAX与64位的目标,如果相等则ECX:EBX送往目标且ZF置1,否则目标送EDX:EAX且ZF清0。

windows互锁API列表:
InterlockedCompareExchange/InterlockedCompareExchange64
InterlockedCompareExchangeAcquire/InterlockedCompareExchangeAcquire64
InterlockedCompareExchangePointer
InterlockedCompareExchangeRelease/InterlockedCompareExchangeRelease64
InterlockedDecrement/InterlockedDecrement64
InterlockedDecrementAcquire
InterlockedDecrementRelease
InterlockedExchange/InterlockedExchange64
InterlockedExchangeAcquire64
InterlockedExchangeAdd/InterlockedExchangeAdd64
InterlockedExchangePointer
InterlockedIncrement/InterlockedIncrement64
InterlockedIncrementAcquire
InterlockedIncrementRelease

  • 多处理器安全就是当某值被某处理器修改后,其他处理器应当知晓,而不再使用CPU缓存内的旧数据。
  • 本文不讨论WinNT3.51/Win95以及更早的操作系统(它们是为80386设计的),以及安装在80386上的Win98(Win98安装时自动判断是否支持XADD指令)。

看一个简单的函数,它的作用是将lpAddend加1,并返回之。
LONG InterlockedIncrement( LPLONG lpAddend )
{
    MOV           ecx, lpAddend
    MOV           eax, 1
    LOCK XADD     dword ptr [ecx], eax
    INC           eax
    RET           4
}

看一个复杂的函数,它的作用是将lValue赋值给*plTarget,并返回*plTarget的原先值。
LONG InterlockedExchange( LPLONG plTarget, LONG lValue )
{
    MOV           ecx, plTarget
    MOV           edx, lValue
    MOV           eax, dword ptr [ecx]
L:  LOCK CMPXCHG  dword ptr [ecx], edx
    JNE           L
    RET           8
}
看,不得不动用了一个循环指令。类似的还有InterlockedCompareExchange(pdestination,exchage,comperand)函数,如果Destination等于Comperand,将Exchange赋值给Destination,否则什么也不干,返回值为Destination的原先值。

循环技巧是很有用的,Jeffrey Richter给出了一个功能代码,如果值大于0,则加1,代码如下:
do {
    LONG lStartValue = *plTarget;
    LONG lNewValue = lStartValue + ((lStartValue > 0) ? 1 : 0);
} while( InterlockedCompareExchange(plTarget,lNewValue,lStartValue) != lStartValue );

一个未知的问题是,为什么在有的操作系统中没看到LOCK。未来的研究是线程/进程锁。

阅读(3114) | 评论(16) | 转发(0) |
给主人留下些什么吧!~~

网友评论2012-11-19 13:16:41

Tongshou
星星, 非常谢谢您的答复!

网友评论2012-11-19 13:16:10

Tongshou
星星:
您好!这里再请教2个问题:

1) VC++: Interlockedxxx族函数,在高版本中增加一个修饰符 volatile,比如:

LONG __cdecl InterlockedIncrement(
  __inout  LONG volatile *Addend
);


而在VC6低版本中没有volatile,是否意味低版本有安全问题?

2)对静态数据使用volatile修饰方便, 比如:
LONG volatile count=0;
...
InterlockedIncrement( &count);

对于动态的数据,是否可以用volatile修饰,达到安全保障? 如:

LONG volati

网友评论2012-11-19 13:15:54

test
MS的InterlockedExchange中的循环是因为用了CMPXCHG所以就必须,也用LOCK XCHG就可以省略。

网友评论2012-11-19 13:15:38

test
抱歉!我并不同意您的解释,特别是您的举例不能用来解释这些问题。
一、 InterlockedExchange  函数以原子“总是”交换数据
InterlockedCompareExchange 函数以原子“有可能”交换数据
因此在MS的代码中,后者与前者的差别主要就是没有了条件跳转。

二、 我认为用LOCK XCHG是完全可以用来简化InterlockedExchange的实现函数的。
事实在我实际编程中,也都是用LOCK XCHG来以原子的方式交换数据。
因为InterlockedExchange只是交换,不存在条件交换。条件交换才用LOCK CMPXCHG,
MS的InterlockedExchange中的循环我认为是无意义的。^_^
---------------------------------------------------------------------------
LONG In

网友评论2012-11-19 13:15:18

周星星
举个有实际意义的例子吧,在map中插入一个元素:
map* p = ...
先将*p拷贝一份,map* p2 = new map(*p);
在*p2中插入一个元素a1。
然后用 p2 更换掉 p,但这时可能另一个CPU在插入a2,所以需要用CMPXCHG,如果发现p已经变了,即表示在这期间*p已经变化了,那么需要重新获得*p重加a1,……