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_InterlockedCompareExchange 組み込み関数

  • [アーティクル]

Microsoft 固有の仕様

インタロックされた比較および交換を実行します。

構文

long _InterlockedCompareExchange(
   long volatile * Destination,
   long Exchange,
   long Comparand
);
long _InterlockedCompareExchange_acq(
   long volatile * Destination,
   long Exchange,
   long Comparand
);
long _InterlockedCompareExchange_HLEAcquire(
   long volatile * Destination,
   long Exchange,
   long Comparand
);
long _InterlockedCompareExchange_HLERelease(
   long volatile * Destination,
   long Exchange,
   long Comparand
);
long _InterlockedCompareExchange_nf(
   long volatile * Destination,
   long Exchange,
   long Comparand
);
long _InterlockedCompareExchange_np(
   long volatile * Destination,
   long Exchange,
   long Comparand
);
long _InterlockedCompareExchange_rel(
   long volatile * Destination,
   long Exchange,
   long Comparand
);
char _InterlockedCompareExchange8(
   char volatile * Destination,
   char Exchange,
   char Comparand
);
char _InterlockedCompareExchange8_acq(
   char volatile * Destination,
   char Exchange,
   char Comparand
);
char _InterlockedCompareExchange8_nf(
   char volatile * Destination,
   char Exchange,
   char Comparand
);
char _InterlockedCompareExchange8_rel(
   char volatile * Destination,
   char Exchange,
   char Comparand
);
short _InterlockedCompareExchange16(
   short volatile * Destination,
   short Exchange,
   short Comparand
);
short _InterlockedCompareExchange16_acq(
   short volatile * Destination,
   short Exchange,
   short Comparand
);
short _InterlockedCompareExchange16_nf(
   short volatile * Destination,
   short Exchange,
   short Comparand
);
short _InterlockedCompareExchange16_np(
   short volatile * Destination,
   short Exchange,
   short Comparand
);
short _InterlockedCompareExchange16_rel(
   short volatile * Destination,
   short Exchange,
   short Comparand
);
__int64 _InterlockedCompareExchange64(
   __int64 volatile * Destination,
   __int64 Exchange,
   __int64 Comparand
);
__int64 _InterlockedCompareExchange64_acq(
   __int64 volatile * Destination,
   __int64 Exchange,
   __int64 Comparand
);
__int64 _InterlockedCompareExchange64_HLEAcquire (
   __int64 volatile * Destination,
   __int64 Exchange,
   __int64 Comparand
);
__int64 _InterlockedCompareExchange64_HLERelease(
   __int64 volatile * Destination,
   __int64 Exchange,
   __int64 Comparand
);
__int64 _InterlockedCompareExchange64_nf(
   __int64 volatile * Destination,
   __int64 Exchange,
   __int64 Comparand
);
__int64 _InterlockedCompareExchange64_np(
   __int64 volatile * Destination,
   __int64 Exchange,
   __int64 Comparand
);
__int64 _InterlockedCompareExchange64_rel(
   __int64 volatile * Destination,
   __int64 Exchange,
   __int64 Comparand
);

パラメーター

Destination
[in, out] 対象値へのポインター。 符号は無視されます。

Exchange
[in] Exchange の値。 符号は無視されます。

Comparand
[in] Destinationが指す値と比較する値。 符号は無視されます。

戻り値

戻り値は、 Destination ポインターが指す初期値です。

要件

Intrinsic Architecture ヘッダー
_InterlockedCompareExchange、 _InterlockedCompareExchange8、 _InterlockedCompareExchange16、 _InterlockedCompareExchange64 x86、ARM、x64、ARM64 <intrin.h>
_InterlockedCompareExchange_acq、 _InterlockedCompareExchange_nf、 _InterlockedCompareExchange_rel、 _InterlockedCompareExchange8_acq、 _InterlockedCompareExchange8_nf、 _InterlockedCompareExchange8_rel、 _InterlockedCompareExchange16_acq、 _InterlockedCompareExchange16_nf、 _InterlockedCompareExchange16_rel、 _InterlockedCompareExchange64_acq、 _InterlockedCompareExchange64_nf、 _InterlockedCompareExchange64_rel ARM、ARM64 <intrin.h>
_InterlockedCompareExchange_np、 _InterlockedCompareExchange16_np、 _InterlockedCompareExchange64_np x64 <intrin.h>
_InterlockedCompareExchange_HLEAcquire、 _InterlockedCompareExchange_HLERelease、 _InterlockedCompareExchange64_HLEAcquire、 _InterlockedCompareExchange64_HLERelease x86、x64 <immintrin.h>

解説

_InterlockedCompareExchange は、 Destination が指す値と Comparand 値のアトミック比較を行います。 Destination 値が Comparand 値と等しい場合、Exchange 値は Destination で指定されたアドレスに格納されます。 それ以外の場合は、操作は実行されません。

_InterlockedCompareExchange は、Win32 Windows SDK InterlockedCompareExchange 関数のコンパイラ組み込みサポートを提供します。

_InterlockedCompareExchange には、格納するデータ型、およびプロセッサ固有の取得または解放のセマンティクスを使用するかどうかに基づき、異なるいくつかの種類があります。

_InterlockedCompareExchange関数は 32 ビットlong整数値で動作しますが、_InterlockedCompareExchange8は 8 ビット整数値で動作し、_InterlockedCompareExchange16は 16 ビットshort整数値で動作し、_InterlockedCompareExchange64は 64 ビット整数値で動作します。 128 ビット値の同様の組み込みの詳細については、 _InterlockedCompareExchange128を参照してください。

すべての ARM プラットフォームでは、クリティカル セクションの最初と最後などでの取得と解放のセマンティクスのために、_acq および _rel サフィックスの付いた組み込みを使用します。 ARM の組込み関数で _nf ("no fence") のサフィックスを持つものは、メモリ バリアとして機能しません。

組み込みに _np ("プリフェッチなし") サフィックスが付いていると、コンパイラによってプリフェッチ操作が挿入される可能性がなくなります。

Hardware Lock Elision (HLE) 命令をサポートする Intel プラットフォームでは、_HLEAcquire および _HLERelease サフィックスの付いた組み込みにプロセッサへのヒントが含まれています。このヒントによりハードウェアでのロック書き込み手順を省くことで、パフォーマンスを向上させることができます。 HLE をサポートしていないプラットフォームでこれらの組み込みが呼び出された場合、ヒントは無視されます。

これらのルーチンは、組み込みとしてのみ使用できます。

例

次の例では、単純な低レベルのスレッド同期に _InterlockedCompareExchange を使用しています。 マルチスレッド プログラミングの基本であるこの方法には制限がありますが、インタロックされた組み込みの代表的な使用例を示すために紹介します。 最適な結果を得るには Windows API を使用してください。 マルチスレッド プログラミングの詳細については、「マルチスレッド Win32 プログラムの作成」を参照してください。

// intrinExample.cpp
// compile with: /EHsc /O2
// Simple example of using _Interlocked* intrinsics to
// do manual synchronization
//
// Add [-DSKIP_LOCKING] to the command line to disable
// the locking. This will cause the threads to execute out
// of sequence.

#define _CRT_RAND_S

#include "windows.h"

#include <iostream>
#include <queue>
#include <intrin.h>

using namespace std;

// --------------------------------------------------------------------

// if defined, will not do any locking on shared data
//#define SKIP_LOCKING

// A common way of locking using _InterlockedCompareExchange.
// Refer to other sources for a discussion of the many issues
// involved. For example, this particular locking scheme performs well
// when lock contention is low, as the while loop overhead is small and
// locks are acquired very quickly, but degrades as many callers want
// the lock and most threads are doing a lot of interlocked spinning.
// There are also no guarantees that a caller will ever acquire the
// lock.
namespace MyInterlockedIntrinsicLock
{
    typedef unsigned LOCK, *PLOCK;

#pragma intrinsic(_InterlockedCompareExchange, _InterlockedExchange)

    enum {LOCK_IS_FREE = 0, LOCK_IS_TAKEN = 1};

    void Lock(PLOCK pl)
    {
#if !defined(SKIP_LOCKING)
        // If *pl == LOCK_IS_FREE, it is set to LOCK_IS_TAKEN
        // atomically, so only 1 caller gets the lock.
        // If *pl == LOCK_IS_TAKEN,
        // the result is LOCK_IS_TAKEN, and the while loop keeps spinning.
        while (_InterlockedCompareExchange((long *)pl,
                                           LOCK_IS_TAKEN, // exchange
                                           LOCK_IS_FREE)  // comparand
               == LOCK_IS_TAKEN)
        {
            // spin!
        }
        // This will also work.
        //while (_InterlockedExchange(pl, LOCK_IS_TAKEN) ==
        //                             LOCK_IS_TAKEN)
        //{
        //    // spin!
        //}

        // At this point, the lock is acquired.
#endif
    }

    void Unlock(PLOCK pl) {
#if !defined(SKIP_LOCKING)
        _InterlockedExchange((long *)pl, LOCK_IS_FREE);
#endif
    }
}

// ------------------------------------------------------------------
// Data shared by threads

queue<int> SharedQueue;
MyInterlockedIntrinsicLock::LOCK SharedLock;
int TicketNumber;

// ------------------------------------------------------------------

DWORD WINAPI
ProducerThread(
    LPVOID unused
    )
{
    unsigned int randValue;
    while (1) {
        // Acquire shared data. Enter critical section.
        MyInterlockedIntrinsicLock::Lock(&SharedLock);

        //cout << ">" << TicketNumber << endl;
        SharedQueue.push(TicketNumber++);

        // Release shared data. Leave critical section.
        MyInterlockedIntrinsicLock::Unlock(&SharedLock);

        rand_s(&randValue);
        Sleep(randValue % 20);
    }

    return 0;
}

DWORD WINAPI
ConsumerThread(
    LPVOID unused
    )
{
    while (1) {
        // Acquire shared data. Enter critical section
        MyInterlockedIntrinsicLock::Lock(&SharedLock);

        if (!SharedQueue.empty()) {
            int x = SharedQueue.front();
            cout << "<" << x << endl;
            SharedQueue.pop();
        }

        // Release shared data. Leave critical section
        MyInterlockedIntrinsicLock::Unlock(&SharedLock);

        unsigned int randValue;
        rand_s(&randValue);
        Sleep(randValue % 20);
    }
    return 0;
}

int main(
    void
    )
{
    const int timeoutTime = 500;
    int unused1, unused2;
    HANDLE threads[4];

    // The program creates 4 threads:
    // two producer threads adding to the queue
    // and two consumers taking data out and printing it.
    threads[0] = CreateThread(NULL,
                              0,
                              ProducerThread,
                              &unused1,
                              0,
                              (LPDWORD)&unused2);

    threads[1] = CreateThread(NULL,
                              0,
                              ConsumerThread,
                              &unused1,
                              0,
                              (LPDWORD)&unused2);

    threads[2] = CreateThread(NULL,
                              0,
                              ProducerThread,
                              &unused1,
                              0,
                              (LPDWORD)&unused2);

    threads[3] = CreateThread(NULL,
                              0,
                              ConsumerThread,
                              &unused1,
                              0,
                              (LPDWORD)&unused2);

    WaitForMultipleObjects(4, threads, TRUE, timeoutTime);

    return 0;
}

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<1
<2
<3
<4
<5
<6
<7
<8
<9
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<28
<29

Microsoft 固有の仕様はここまで

関連項目

_InterlockedCompareExchange128
_InterlockedCompareExchangePointer 組み込み関数
コンパイラの組み込み
キーワード
x86 コンパイラとの競合