Bolehkah Arahan MOV Mudah Mencapai Semantik Pemerolehan-Pelepasan pada Seni Bina x86?

Acquire-Release Semantics in x86 Architecture: Bagaimana MOV Boleh Mencapainya

Dalam bidang pengaturcaraan berbilang benang, memastikan ketekalan data yang betul adalah penting . Mekanisme pesanan memori seperti pelepasan perolehan (acq_rel) menyediakan cara untuk menguatkuasakan kekangan pesanan pada operasi memori. Salah tanggapan yang biasa ialah semantik acq_rel pada x86 memerlukan arahan yang kompleks seperti LOCK, pagar atau xchg. Walau bagaimanapun, arahan MOV sahaja boleh mencukupi dalam keadaan tertentu.

Dokumentasi Intel mencadangkan bahawa x86 menguatkuasakan prinsip pesanan dalam satu teras. Lebih khusus lagi:

• Bacaan tidak disusun semula dengan bacaan lain.
• Tulisan tidak disusun semula dengan bacaan lama.
• Tulisan ke ingatan tidak disusun semula dengan tulisan lain ( dengan beberapa pengecualian pada teras yang sama).

Walau bagaimanapun, dalam sistem berbilang teras, gambar menjadi lebih rumit. Prinsip pesanan masih digunakan untuk pemproses individu, tetapi penulisan daripada pemproses yang berbeza boleh disusun semula berkenaan antara satu sama lain.

Memahami Model Memori x86

Kunci untuk memahami bagaimana MOV sahaja boleh mencapai acq_rel pada x86 terletak pada model memori asas. Walaupun berpotensi untuk menyusun semula dalam teras, model menganggap bahawa akses kepada memori yang dikongsi adalah koheren cache. Ini bermakna apabila pemproses menyimpan nilai ke memori kongsi, semua pemproses lain akhirnya akan melihat nilai yang dikemas kini.

Dengan andaian ini, fenomena berikut berlaku:

• Sebaik sahaja kedai menjadi kelihatan secara global kepada semua teras, ia melakukannya dengan serta-merta dan secara konsisten.
• Tiada teras lain boleh memerhati kedai sebelum ia menjadi global kelihatan.

Tingkah laku ini meniru semantik acq_rel, yang memerlukan operasi keluaran (stor) menjadikan data yang diubah suai kelihatan kepada semua urutan lain sebelum sebarang operasi perolehan (muat) berikutnya.

Arahan MOV dan Acq_rel

Dalam kes MOV, ia berfungsi kedua-dua beban dan operasi stor dalam satu arahan. Walau bagaimanapun, disebabkan model memori yang digariskan sebelum ini, komponen stor MOV bertindak sebagai operasi pelepas, manakala komponen beban bertindak sebagai operasi perolehan.

Ini bermakna apabila benang menulis nilai pada memori menggunakan MOV , sebarang operasi pemuatan berikutnya oleh utas lain akan dijamin untuk melihat nilai yang dikemas kini. Selain itu, tiada operasi pemuatan lain daripada utas lain boleh disusun semula untuk berlaku sebelum operasi pemuatan MOV oleh utas pelepas.

Implikasi untuk Pengaturcaraan Berbilang Thread

Pemahaman tentang cara MOV mencapai acq_rel pada x86 mempunyai implikasi yang ketara untuk pengaturcaraan berbilang benang. Pembangun boleh menggunakan MOV untuk melaksanakan pembolehubah atom dan primitif penyegerakan lain, memastikan ketekalan data yang betul tanpa arahan yang rumit seperti pagar atau kunci.

Walau bagaimanapun, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa MOV sahaja tidak boleh menguatkuasakan konsistensi berjujukan. Untuk itu, halangan memori penuh diperlukan untuk menghalang semua susunan semula merentas teras pemproses.

Atas ialah kandungan terperinci Bolehkah Arahan MOV Mudah Mencapai Semantik Pemerolehan-Pelepasan pada Seni Bina x86?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!