Linux 内核 内存管理优化内存屏障 ④ ( 处理器内存屏障 | 八种处理器内存屏障 | 通用内存屏障 | 写内存屏障 | 读内存屏障 | 数据依赖屏障 | 强制性内存屏障 |SMP内存屏障 )

Posted 2022-04-09 韩曙亮

文章目录

• 一、处理器内存屏障
• 二、Linux 内核处理器内存屏障

一、处理器内存屏障

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" 处理器内存屏障 “ 针对 ” CPU " 之间的内存访问乱序 和 CPU 访问外设乱序 问题 ;

为了 提高 " 流水线 " 性能 , 新式处理器可以采用 " 超标量 体系结构 “ 和 ” 乱序执行 " 技术 , 可以在 一个时钟周期 中 并行执行多条指令 ;

但是 CPU 执行优化会导致 指令乱序执行 , 后面的指令先于前面的指令执行 , 导致 寄存器中的值冲突 ;

CPU 执行优化总结 :

• 顺序取指令 ,
• 乱序执行 ,
• 执行结果顺序提交 ;

二、Linux 内核处理器内存屏障

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Linux 内核中有 $8$ 种 " 处理器内存屏障 " ;

内存屏障 有 $4$ 种类型 ,

• ① 通用内存屏障
• ② 写内存屏障
• ③ 读内存屏障
• ④ 数据依赖屏障

每种类型的 内存屏障 又分为

• ① 强制性内存屏障
• ② SMP 内存屏障

两种类型 ;

因此将上面 $8$ 种 " 处理器内存屏障 " 列成表格如下 :

内存屏障类型	强制性内存屏障	SMP 内存屏障
① 通用内存屏障	mb()	smp_mb()
② 写内存屏障	wmb()	smp_wmb()
③ 读内存屏障	rmb()	smp_rmb()
④ 数据依赖屏障	read_barrier_depends()	smp_read_barrier_depends()

如果使用 " 处理器内存屏障 " , 其隐含着同时使用 " 编译器优化屏障 " ; ( 数据依赖屏障 除外 ) ;