Question

Robert Love说＆＃34; set_task_state（task，state）将给定任务设置为给定状态。如果适用，它还提供内存屏障以强制在其他处理器上进行排序（这仅在SMP系统上需要）否则它相当于 task-＆gt; state = state

我的问题是：内存屏障如何强制在其他处理器上进行排序？

罗伯特的爱意味着什么 - 为什么需要这个？他可能会谈论这个顺序是什么？他在这里谈论调度队列吗？

如果是这样，SMP中的每个处理器都有不同的调度队列吗？我很困惑

Answer 1

为了挤出额外的性能，你的CPU执行Out of Order Execution，它可以按照与代码中给出的顺序不同的顺序运行操作。优化编译器可以更改操作的顺序以使代码更快。编译器编写者/内核类型必须注意不要改变期望（或至少符合规范，以便他们可以说你的期望是不对的）

这是一个例子

1: CPU1: task->state = someModifiedStuff
2: CPU1: changed = 1;
3: CPU2: if (changed)
4: CPU2:  ...

如果我们没有设置状态的障碍，我们可以重新排序1和2。由于两者都没有引用另一个，因此单线程实现不会发现任何差异。但是，在SMP情况下，我们重新排序1和2行3可以看到改变但不是状态改变。例如，如果CPU1运行第2行（但不是1）然后CPU2运行第3行和第4行，则CPU2将以旧状态运行，如果随后清除已更改，则CPU1刚刚进行的更改将丢失。

屏障告诉系统，在某些时候，在1到2之间，它必须使事情保持一致才能继续前进。

搜索内存障碍＆＃39;，您会找到一些好帖子：Memory Barriers Are Like Source Control Operations

Answer 2

内存障碍是必需的，因为当前的CPU执行大量乱序执行：如果它们之间没有依赖关系，它们一次加载许多指令并以非确定性顺序执行它们。

为了避免由于编译器优化而重新排序，volatile关键字就足够了（在这里谈到C ++）。因此，同步原语（例如lock）通过正确使用volatile和某种汇编程序fence指令来实现（其中有许多指令，或多或少强大：见7.5节）。 5 {in http://www.intel.com/content/www/us/en/architecture-and-technology/64-ia-32-architectures-optimization-manual.html）

你知道锁是什么吗？

x = 0;

thread 1:                           thread 2:

a.lock();                           a.lock();
x++;                                x++;
a.unlock();                         a.unlock();

x将导致2正确无误。现在假设不能保证执行这两个线程的指令的顺序。如果执行的指令是（a和x是独立的，那么如果lock()没有用内存屏障正确实现，那么将允许无序执行）：

x = 0;

thread 1:                           thread 2:

x++;                                x++;
a.lock();                           a.lock();
a.unlock();                         a.unlock();

x可能会等同于2或1。

linux内核中内存障碍的目的

2 个答案: