`_InterlockedCompareExchange` funções intrínsecas

Artigo
08/04/2024

Seção específica da Microsoft

Executa uma comparação e troca sincronizada.

Sintaxe

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
);

Parâmetros

Destination
[in, out] Ponteiro para o valor de destino. O sinal é ignorado.

Exchange
[in] Valor de troca. O sinal é ignorado.

Comparand
[in] Valor a ser comparado com o valor apontado por Destination. O sinal é ignorado.

Valor retornado

O valor retornado é o valor inicial apontado pelo ponteiro Destination.

Requisitos

Intrinsic	Arquitetura	Cabeçalho
`_InterlockedCompareExchange`, `_InterlockedCompareExchange8`, `_InterlockedCompareExchange16`, `_InterlockedCompareExchange64`	x86, ARM, x64, ARM64	<intrinca.h>
`_InterlockedCompareExchange_acq`, `_InterlockedCompareExchange_nf`, `_InterlockedCompareExchange_rel`, `_InterlockedCompareExchange8_acq`, `_InterlockedCompareExchange8_nf_InterlockedCompareExchange16_rel_InterlockedCompareExchange8_rel_InterlockedCompareExchange64_nf_InterlockedCompareExchange16_acq_InterlockedCompareExchange16_nf_InterlockedCompareExchange64_acq`,`_InterlockedCompareExchange64_rel`	ARM, ARM64	<intrinca.h>
`_InterlockedCompareExchange_np`, `_InterlockedCompareExchange16_np`, `_InterlockedCompareExchange64_np`	x64	<intrinca.h>
`_InterlockedCompareExchange_HLEAcquire`, `_InterlockedCompareExchange_HLERelease`, `_InterlockedCompareExchange64_HLEAcquire`, `_InterlockedCompareExchange64_HLERelease`	x86, x64	<immintrin.h>

Comentários

_InterlockedCompareExchange realiza uma comparação atômica do valor apontado por Destination com o valor Comparand. Se o valor Destination for igual ao valor Comparand, o valor Exchange será armazenado no endereço especificado pelo Destination. Caso contrário, não realiza nenhuma operação.

_InterlockedCompareExchange dá suporte intrínseco de compilador à função InterlockedCompareExchange do SDK do Windows Win32.

Há diversas variações em _InterlockedCompareExchange baseadas no tipo de dados que envolvem e se a semântica acquire ou release específica de processo é usada.

Enquanto a função _InterlockedCompareExchange opera em valores inteiros long de 32 bits, _InterlockedCompareExchange8 opera em valores inteiros de 8 bits, _InterlockedCompareExchange16 opera em valores inteiros short de 16 bits e _InterlockedCompareExchange64 opera em valores inteiros de 64 bits. Para obter mais informações sobre intrínsecos semelhantes para valores de 128 bits, confira _InterlockedCompareExchange128.

Em plataformas ARM, use intrínsecos com os sufixos _acq e _rel para semânticas de aquisição e liberação, como no início e no final de uma seção crítica. Os intrínsecos de ARM com um sufixo _nf ("no fence") não funcionam como uma barreira de memória.

Intrínsecos com um sufixo _np ("no prefetch") impedem que uma possível operação de pré-busca seja inserida pelo compilador.

Em plataformas Intel que suportam instruções HLE (Elisão de Bloqueio de Hardware), intrínsecos com os sufixos _HLEAcquire e _HLERelease incluem uma dica para o processador que pode acelerar o desempenho, eliminando uma etapa de gravação de bloqueio no hardware. Se esses intrínsecos forem chamados em plataformas sem suporte para HLE, a dica será ignorada.

Essas rotinas somente estão disponíveis como intrínsecos.

Exemplo

No exemplo a seguir, _InterlockedCompareExchange é usado para sincronização de thread simples de nível inferior. A abordagem tem suas limitações como uma base para a programação multithreaded; ela é apresentada para ilustrar o uso típico de intrínsecos sincronizados. Para obter melhores resultados, use a API do Windows. Para obter mais informações sobre a programação multithreaded, consulte Escrever um programa Win32 multithreaded.

// 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;
}

<0
<1
<2
<3
<4
<5
<6
<7
<8
<9
<10
<11
<12
<13
<14
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<16
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<22
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<24
<25
<26
<27
<28
<29

Fim da seção específica da Microsoft

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_InterlockedCompareExchange128
Funções intrínsecas _InterlockedCompareExchangePointer
Intrínsecos do compilador
Palavras-chave
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