Question

我正在阅读有关MESI协议的信息，如果我们对每个写操作都具有独占访问权，从而导致其他内核的高速缓存中的高速缓存行无效，那么我为什么不理解为什么会出现数据争夺的情况？在此示例中：

CYCLE # CORE 1                        CORE 2
0   reg = load(&counter);   
1   reg = reg + 1;                reg = load(&counter);
2   store(&counter, reg);         reg = reg + 1;
3                                 store(&counter, reg);

据说总体结果是变量只增加了一次，而两个内核都试图增加它（结果是两个）。因此，问题在于，如果在写操作期间，两个内核都请求对缓存行的排他访问（因此其他内核“等待”它们的修改，从而也获得了排他访问），为什么在该变量上存在数据竞争？

Answer 1

如果我没看错的话，MESI就是这里的红鲱鱼：

0   reg = load(&counter);

counter现在已加载到CPU的寄存器中。

1   reg = reg + 1;                reg = load(&counter);

第一个处理器递增该值，第二个处理器加载旧的值。

2   store(&counter, reg);         reg = reg + 1;

第一个处理器存储值，第二个处理器存储其过时的值。

3                                 store(&counter, reg);

第二个处理器根据过时的值存储计算结果。

到目前为止应该很清楚。现在，如果添加MESI状态，那将如何改变：

0   reg = load(&counter);

counter在CPU 1高速缓存中，标记为E。

1   reg = reg + 1;                reg = load(&counter);

counter仍位于CPU 1高速缓存中，但也已加载到CPU 2高速缓存中。因此，两个缓存行都需要标记为S

2   store(&counter, reg);         reg = reg + 1;

现在counter被存储回缓存中。因此，CPU 1缓存需要标记为M，而CPU 2缓存则无效（标记为I）。

3                                 store(&counter, reg);

由于CPU 2缓存无效，因此需要在进行store操作之前进行更新，这反过来又要求将CPU 1缓存先（当然）写回到内存中。

但是现在所做的所有工作，reg中的值仍然是基于过时的值计算的，并且仍然会覆盖缓存中的（现在已更新）值...

添加最后的详细信息：操作完成后，CPU 2缓存将标记为M，CPU 1缓存将标记为I。

如果在独占缓存访问期间发生写操作，为什么会有数据争用？

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