Microsoft提供InterlockedCompareExchange函数来执行原子比较和交换操作。还有一个_InterlockedCompareExchange 内在。
在x86上，这些是使用cmpxchg指令实现的。
但是，通过阅读这三种方法的文档，他们似乎并不同意对齐要求。
英特尔reference manual没有提及对齐（除了，如果对齐检查已启用且未对齐的内存引用，则会生成异常）
我还查找了lock前缀，该前缀明确指出
LOCK前缀的完整性不受内存字段对齐的影响。
（强调我的）
所以英特尔似乎认为对齐无关紧要。无论如何，这个操作都是原子的。
_InterlockedCompareExchange内在文档也没有说明对齐，但InterlockedCompareExchange 函数表明
此函数的参数必须在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系统上表现不可预测。
那是什么给出的？
InterlockedCompareExchange的对齐要求是否只是为了确保该函数即使在没有cmpxchg指令的486之前的CPU上也能正常工作？
这看起来可能基于上述信息，但在依赖它之前我想确定一下。 ：）
或者ISA是否需要对齐来保证原子性，我只是在英特尔的参考手册中找错了地方？
答案 0 :(得分：10)
PDF you are quoting from来自1999年，已经过时了。
up-to-date Intel documentation，特别是Volume-3A讲述了另一个故事。
例如，在Core-i7处理器上，您仍然必须确保您的数据不会跨越缓存行，否则操作不能保证是原子的。
在第3A卷，系统编程，对于x86 / x64，英特尔明确指出：
8.1.1保证原子操作
Intel486处理器（以及更新的处理器）保证以下内容 基本的内存操作将始终以原子方式执行：
- 读取或写入字节
- 读取或写入在16位边界上对齐的字
- 读取或写入在32位边界上对齐的双字
Pentium处理器（以及更新的处理器）保证以下内容 额外的内存操作将始终以原子方式执行：
- 读取或写入在64位边界上对齐的四字
- 16位访问适合32位数据总线的未缓存内存位置
P6系列处理器（以及更新的处理器）保证以下内容 额外的内存操作将始终以原子方式执行：
- 对缓存中适合的高速缓存内存的16位，32位和64位未对齐访问 线
访问可缓存内存，这些内存分为缓存行和页面边界 英特尔酷睿2双核，英特尔®凌动™，英特尔酷睿不保证是原子的 Duo，Pentium M，Pentium 4，Intel Xeon，P6系列，Pentium和Intel486处理器。 Intel Core 2 Duo，Intel Atom，Intel Core Duo，Pentium M，Pentium 4，Intel Xeon， 和P6系列处理器提供允许外部存储器的总线控制信号 子系统使分裂访问成为原子;但是，非对齐数据访问将会 严重影响处理器的性能，应该避免
答案 1 :(得分：10)
x86 不需要cmpxchg指令的对齐方式。但是，建议使用对齐以提高性能。这应该不足为奇，向后兼容意味着用14年前的手册编写的软件仍然可以在今天的处理器上运行。
为什么Microsoft要求对齐并不清楚他们的文档。它可能用于性能或支持RISC架构，或两者兼而有之。
英特尔®64和IA-32架构软件开发人员手册
第3卷（3A）：系统编程指南
2013年1月8.1.2.2软件控制总线锁定
要明确强制LOCK语义，软件可以在使用LOCK前缀时使用以下说明来修改内存位置。 [...]
•交换指令（XADD，CMPXCHG和CMPXCHG8B） •XCHG指令自动采用LOCK前缀 •[...]
[...]总线锁的完整性不受对齐的影响 记忆领域。遵循LOCK语义的总线周期数 必要时更新整个操作数。但是，建议 锁定的访问在其自然边界上对齐以获得更好的效果 系统性能：
•8位访问的任何边界（锁定或其他） •锁定字访问的16位边界 •锁定双字访问的32位边界 •锁定四字访问的64位边界。
答案 2 :(得分：5)
请参阅this SO question：自然对齐对于性能很重要，并且在x64架构上是必需的（因此它不仅仅是PRE-x86系统，而是POST-x86系统 - x64可能仍然有点像利基案例，但它毕竟越来越受欢迎;-);这可能就是微软根据需要对其进行记录的原因（很难找到有关MS是否决定通过启用对齐检查来解决对齐问题的文档 - 这可能因Windows版本而异;通过在文档中声明需要对齐，MS保留了在某些版本的Windows中强制它的自由，即使它们没有强迫它在其他版本中。）
答案 3 :(得分：3)
微软的Interlocked API也适用于ia64（虽然它仍然存在）。 ia64上没有锁定前缀，只有cmpxchg.acq和cmpxchg.rel指令（或者是fetchadd和其他类似的beasties），如果我没记错的话，这些都需要对齐。