C++: Fetch_add в файле с отображением памяти

Есть ли несколько процессов, отображающих этот файл, или просто несколько потоков?

Если несколько процессов одновременно обращаются к этому отображаемому в память файлу, вам придется выполнить собственную (межпроцессную) синхронизацию.

Если это всего лишь несколько потоков, вы можете атомарно обновить память так же, как вы делаете это для любого другого слова памяти, с оговоркой, что вы не можете использовать std::atomic (потому что, очевидно, байты соответствуют непосредственно разделу в файл, а не в std::atomic структуры). Таким образом, вы должны прибегнуть к поддержке вашей конкретной платформы для атомарного изменения памяти, а именно lock xadd на x86 через, например, InterlockedIncrement в Win32 (или __sync_fetch_and_add с g++). Убедитесь, что семантика порядка памяти (и возвращаемое значение!) соответствуют вашим ожиданиям.

Тем не менее, обертывание специфичных для платформы функций независимым от платформы способом (если вам это нужно) может быть немного хлопотным, и поэтому в этом случае я бы предложил хранить данные с одновременным доступом в отдельных переменных std::atomic, а затем обновлять соответствующие байты файла только один раз в конце.

Обратите внимание, что все это ортогонально отображению памяти — ОС поддерживает файл с отображением памяти со страницами, которые она заменяет по запросу, а модуль управления памятью, который управляет этими страницами, такой же, как и тот, который обрабатывает произвольные другие. (несопоставленные) страницы, поэтому сами страницы могут быть изменены несколькими потоками, не беспокоясь ни о чем, кроме обычных (на уровне приложения) гонок данных.

Поскольку файл с отображением памяти ведет себя как обычная память [1], он будет работать так же хорошо, как и любой другой участок памяти.

Это компилируется (при использовании clang++3.6 -Wall -Wextra), но технически не определено (поскольку std::atomic<T> не гарантирует того же типа или правил выравнивания, что и T):

   std::atomic<uint64_t> *p; 
   p = reinterpret_cast<std::atomic<uint64_t>*>(&dest[index]);
   p->fetch_add(value);

Это должно быть хорошо в g++ и clang++:

   dest[index] = __sync_fetch_and_add(&dest[index], value);

(Оба генерируют почти идентичный ассемблерный код, - последний использует xaddq [который возвращает исходное значение], где первый использует addq - я ожидаю, что usign __sync_add_and_fetch сделает то же самое addq)

[1] Поскольку это обычная память - механизм отображения в Linux точно такой же, как и механизм, который обрабатывает обычную память, например, обмен данными в/из памяти, когда у вас недостаточно доступной памяти, или если вы используете код/данные в приложение, которое только что запустилось. Хотя у меня нет доступа к исходному коду Windows, я полагаю, что это верно и для него. Другие ОС вполне могут реализовать это немного по-другому, но нет причин полагать, что это помешает работе атомарных операций.