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單一 MOV 指令如何在 x86 上實現獲取-釋放語意?

Susan Sarandon
發布: 2024-12-29 09:10:12
原創
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How Does a Single MOV Instruction Achieve Acquire-Release Semantics on x86?

C 記憶體排序:在x86 上使用MOV 實作釋放與取得語意

問題:

問題: MOV🎜>

問題:

MOV AOV66上提供獲取-釋放語義,無需使用額外的內存屏障或同步原語?

    答案:
  • 與需要多條指令來強制釋放和獲取記憶體順序的傳統處理器架構不同,x86 的 MOV 指令可以優雅地實現此功能。這是可能的,因為 x86 處理器的快取一致性特性確保了所有核心之間記憶體的一致共享視圖。
  • x86 記憶體模型遵循以下原則:

負載永遠不會與其他負載重新排序。

寫入不會與較舊的負載重新排序讀取。

    記憶體的寫入不會與其他寫入重新排序,儲存緩衝除外。
  • 儲存緩衝在每個 CPU 核心內引入一定程度的本地重新排序。但是,一旦儲存變得全域可見,它就會同時對所有核心可見,並且無需任何重新排序。
  • 因此,MOV 指令透過利用以下屬性來執行具有獲取-釋放語意的原子儲存:
儲存排序:

MOV 執行的記憶體寫入立即對其他核心可見,無需任何中間過程重新排序。

快取一致性:所有核心共享共享記憶體的一致視圖,確保寫入作業同時對所有其他核心可見。

  • 因此,x86 上的單一 MOV 指令既可以釋放共享記憶體中的更新值以供其他執行緒獲取,又可以從共享記憶體中取得目前執行緒的值。此行為有效地實現了高效能運算中同步所需的獲取-釋放語意。
  • 其他注意事項:
其他ISA 可能具有較弱的記憶體模型,允許更積極的重新排序,在這種情況下,可能需要額外的同步原語來實現獲取-釋放對於更強大的記憶體模型,例如C 中常用的記憶體模型,僅MOV指令就足以實現獲取-釋放語義,因為這些模型禁止某些會損害記憶體一致性的重新排序場景。

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來源:php.cn
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