`std::atomic`의 저장소가 순차 일관성을 위해 XCHG를 사용하는 이유는 무엇입니까?

순차 일관성이 요청될 때 std::atomic의 저장소가 XCHG를 사용하는 이유는 무엇입니까?

순차 일관성 저장소 작업이 처음에 나타날 수 있습니다. XCHG(묵시적 잠금 접두어 포함)를 사용하여 메모리 장벽이 뒤따르는 간단한 저장 명령을 사용하여 구현할 수 있는 것입니다. 더욱 최적의 솔루션입니다.

XCHG 및 순차 일관성

x86 및 x86_64 아키텍처에서 XCHG는 메모리 교환과 전체 메모리 장벽을 모두 제공하여 메모리의 순차적 순서를 보장합니다. 운영. 이는 순차적 일관성 저장소를 구현하는 효과적인 방법입니다.

일반 저장소 명령어의 한계

MOV와 같은 일반 저장소 명령어만으로는 순차적 일관성을 보장할 수 없습니다. . 로드 획득을 포함하여 이후 작업으로 다시 정렬할 수 있는 릴리스 의미 체계만 제공합니다.

성능 고려 사항

MFENCE와 XCHG를 모두 사용하여 구현할 수 있습니다. 순차 일관성 저장소는 다양한 CPU에서 서로 다른 성능 특성을 나타냅니다. 특정 CPU에서는 MFENCE가 인접 명령의 순서가 잘못된 실행을 멈출 수 있습니다. 대조적으로, XCHG는 단일 스레드 작업이나 L1 캐시에서 캐시된 라인이 핫할 때 더 효율적일 수 있습니다.

컴파일러 및 커널 사례

다양한 컴파일러 및 운영 시스템은 순차 일관성 저장소를 구현하기 위해 다양한 접근 방식을 선호합니다. 역사적으로 GCC는 MOV MFENCE를 사용했지만 다른 컴파일러와 Linux 커널은 XCHG를 사용했습니다.

추가 참고 사항

다음 사항에 유의하는 것이 중요합니다.

• 암시적 획득 펜스: 다음과 같이 언급하셨을 수도 있습니다. x86 저장소에는 암시적 획득 펜스가 있지만 이는 올바르지 않습니다. 저장소는 의미 체계를 획득하지 않고 암시적으로 release 의미 체계를 갖습니다.
• 컴파일러 장벽: 제공한 asm 휘발성("" ::: "memory") 구문은 컴파일러입니다. -레벨 장벽, 런타임 메모리 장벽이 아님.
• 펜스 대 릴리스 작업: 펜스와 릴리스 작업은 유사점을 공유할 수 있지만 x86에서는 서로 다른 메커니즘입니다.

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