32 位环境下 64 位变量的原子增量

Question

写的答案时出现了一些有趣的事情，现在我无法理解 Interlocked.Increment(ref long value) 如何在 32 位系统上工作。让我解释一下。

Native InterlockedIncrement64 现在在为 32 位环境编译时不可用，好的，这是有道理的，因为在 .NET 中你不能按要求对齐内存，它可能会从 中调用管理然后他们放弃了它。

在 .NET 中，我们可以调用 Interlocked.Increment() 并引用一个 64 位变量，我们仍然对其对齐没有任何限制（例如在一个结构中，我们也可以使用 FieldOffset 和 StructLayout) 但文档没有提到任何限制 (AFAIK)。很神奇，很管用！

Hans Passant 指出 Interlocked.Increment() 是 JIT 编译器识别的特殊方法，它将发出对 COMInterlocked::ExchangeAdd64() which will then call FastInterlockExchangeAddLong which is a macro for InterlockedExchangeAdd64 which shares same limitations of InterlockedIncrement64.

的调用

现在我很困惑。

忘记一秒钟托管环境并返回本机。为什么 InterlockedIncrement64 不能工作而 InterlockedExchangeAdd64 可以？ InterlockedIncrement64 是一个宏，如果内部函数不可用并且 InterlockedExchangeAdd64 有效，那么它可以作为对 InterlockedExchangeAdd64...

的调用来实现

让我们回到托管：如何在 32 位系统上实现原子 64 位增量？我想句子 "This function is atomic with respect to calls to other interlocked functions" 很重要，但我仍然没有看到任何代码（感谢 Hans 指出更深入的实现）来做到这一点。当内部函数不可用时，让我们从 WinBase.h 中选择 InterlockedExchangedAdd64 实现：

FORCEINLINE
LONGLONG
InterlockedExchangeAdd64(
    _Inout_ LONGLONG volatile *Addend,
    _In_    LONGLONG Value
    )
{
    LONGLONG Old;

    do {
        Old = *Addend;
    } while (InterlockedCompareExchange64(Addend,
                                          Old + Value,
                                          Old) != Old);

    return Old;
}

reading/writing 怎么可能是原子的？

Answer 1

您必须继续追踪，InterlockedExchangeAdd64() 会将您带到 WinNt.h SDK 头文件。您会在哪里看到它的许多版本，具体取决于目标体系结构。

这通常会折叠为：

#define InterlockedExchangeAdd64 _InterlockedExchangeAdd64

它将责任转嫁给编译器内部函数，在 vc/include/intrin.h 中声明并由编译器的后端实现。

或者换句话说，不同版本的 CLR 会有不同的实现。多年来，x86、x64、Itanium、ARM、ARM8、PowerPC 从我的脑海中浮现出来，我肯定遗漏了一些在 Apple 使其变得无关紧要之前用于启动 WindowsCE 的东西。对于 x86，这最终由 LOCK CMPXCHNG8B 处理，LOCK CMPXCHNG8B 是一种专用处理器指令，可以处理未对齐的 64 位变量。我没有硬件来查看它在其他 32 位处理器上的样子。

请记住，托管代码的目标体系结构在编译时并未确定。抖动使 MSIL 在运行时适应目标。这与 C++/CLI 项目不太相关，因为如果您使用 /clr 而不是 /clr:pure 进行编译并且只有 x86 和 x64 可以工作，您通常必须选择一个目标。但是管道已经到位，所以宏不是很有用。

32 位环境下 64 位变量的原子增量

Atomic increment of 64 bit variable on 32 bit environment

.net

c#

interlocked-increment