linux内核中内存障碍的目的

Question

Robert Love说“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）否则它等同于任务 - >州=州

我的问题是：内存屏障如何强制在其他处理器上进行排序？

罗伯特的爱是什么意思 - 为什么这需要？ 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中的每个处理器是否都有不同的调度队列？ 我很迷惑

Answer 1

为了挤出额外的性能，你的CPU 执行乱序执行 ，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，所以单线程实现不会看到任何差异。 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，它必须在移动之前使事情保持一致。

搜索“内存障碍”，你会发现一些好的帖子： 内存障碍就像源控制操作

Answer 2

内存障碍是必需的，因为当前的CPU执行大量的无序执行：它们一次加载许多指令，并且如果它们之间没有依赖关系，则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 ++）。 所以同步原语（例如lock ）是通过正确使用volatile和某种汇编程序fence指令实现的（有很多，或多或少强：请参见http://www.intel.com/中的 7.5.5节） content / www / us / en / architecture-and-technology / 64-ia-32-architecturalures-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将导致正确2 。 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可以等于2或1 。