InterlockedExchange与内存对齐

Question

我感到困惑的是，微软说InterlockedExchange需要内存对齐，但是英特尔的文档说锁不需要内存对齐。我是不是漏掉了什么，什么的？谢谢

来自Microsoft库的

Platform : DLLs、进程和线程InterlockedExchange

目标参数所指向的变量必须在32位边界上对齐；否则，该函数将在多处理器x86系统和任何非x86系统上不可预测地运行。

来自英特尔软件开发人员手册的；

• 锁指令使处理器的LOCK#信号在所附指令的执行过程中被断言(将指令转化为原子指令)。在多处理器环境中，LOCK#信号确保当信号被断言时，处理器具有对任何共享存储器的独占使用。 锁前缀的完整性不受内存字段对齐的影响。对于任意不对齐的字段，可以观察到内存锁定。
• P6中的内存排序和最近的处理器族 锁定指令有一个总的顺序.
• 软件控制总线锁定 总线锁的完整性不受内存字段对齐性的影响。为了更新整个操作数，必须遵循锁语义。但是，为了更好的系统性能，建议锁定的访问在它们的自然边界上对齐:8位访问的任何边界(锁定与否)。·锁定字访问的16位边界。·锁定双字访问的32位边界。·锁定四字存取的64位边界。

Answer 1

从前，微软在x86以外的处理器上支持x86，例如MIPS、PowerPC和Alpha。这些处理器都需要对它们的互锁指令进行对齐，因此Microsoft将需求放在规范中，以确保这些原语能够移植到不同的体系结构中。

Answer 2

尽管锁前缀不需要对齐内存，而且可能用于实现InterlockedExchange()的cmpxchg操作不需要对齐，但如果操作系统启用了对齐检查，cmpxchg将在使用未对齐操作数执行时引发对齐检查异常(AC)。查看cmpxchg和类似的文档，查看保护模式异常列表。我不确定Windows是否支持对齐检查，但这并不让我感到惊讶。

Answer 3

嘿，我回答了一些有关这方面的问题，也要记住；

1. 这里没有，没有字节级的InterlockedExchange，有是，但是有16位短InterlockedExchange。
2. 您所指的文档差异，可能只是一些文档的疏忽。
3. 如果您想要执行Byte/位级原子访问，那么就可以使用现有的内嵌(InterlockedAnd8)或8+Xor8 8(InterlockedAnd8or8)的方法来完成这一任务。
4. 任何您执行高性能锁定的操作(使用machiene代码，如您所讨论的)，都不应该对齐(性能反模式)进行操作。
5. xchg (带有隐式锁前缀的优化指令，由于能够缓存锁并避免对主存的完全总线锁而优化)。可以执行8位互锁操作。

我几乎忘了，从英特尔的TBB，他们有加载/存储8位的定义w/o使用隐式或显式锁定(在某些情况下)；

.code 
    ALIGN 4
    PUBLIC c __TBB_machine_load8
__TBB_machine_Load8:
    ; If location is on stack, compiler may have failed to align it correctly, so we do dynamic check.
    mov ecx,4[esp]
    test ecx,7
    jne load_slow
    ; Load within a cache line
    sub esp,12
    fild qword ptr [ecx]
    fistp qword ptr [esp]
    mov eax,[esp]
    mov edx,4[esp]
    add esp,12
    ret

EXTRN __TBB_machine_store8_slow:PROC
.code 
    ALIGN 4
    PUBLIC c __TBB_machine_store8
__TBB_machine_Store8:
    ; If location is on stack, compiler may have failed to align it correctly, so we do dynamic check.
    mov ecx,4[esp]
    test ecx,7
    jne __TBB_machine_store8_slow ;; tail call to tbb_misc.cpp
    fild qword ptr 8[esp]
    fistp qword ptr [ecx]
    ret
end

总之，希望这能帮你弄清楚一些事情。