간단한 MOV 명령어가 x86 아키텍처에서 획득-릴리스 의미 체계를 달성할 수 있습니까?

x86 아키텍처의 획득-릴리스 의미 체계: MOV가 이를 달성하는 방법

멀티스레드 프로그래밍 영역에서는 적절한 데이터 일관성을 보장하는 것이 중요합니다. . 획득-해제(acq_rel)와 같은 메모리 순서 지정 메커니즘은 메모리 작업에 대한 순서 제약 조건을 적용하는 수단을 제공합니다. 일반적인 오해는 x86의 acq_rel 의미 체계에 LOCK, 펜스 또는 xchg와 같은 복잡한 명령이 필요하다는 것입니다. 그러나 특정 상황에서는 MOV 명령만으로도 충분할 수 있습니다.

Intel 문서에 따르면 x86은 단일 코어 내에서 순서 원칙을 적용한다고 나와 있습니다. 더 구체적으로 말하면:

• 읽기는 다른 읽기와 함께 재정렬되지 않습니다.
• 쓰기는 이전 읽기와 함께 재정렬되지 않습니다.
• 메모리에 대한 쓰기는 다른 쓰기와 함께 재정렬되지 않습니다( 동일한 코어에서는 일부 예외가 있음).

그러나 멀티 코어 시스템에서는 그림이 더욱 복잡해집니다. 순서 원칙은 여전히 ​​개별 프로세서에 적용되지만, 서로 다른 프로세서의 쓰기는 서로에 대해 다시 정렬될 수 있습니다.

x86 메모리 모델 이해

이해의 열쇠 MOV만으로 x86에서 acq_rel을 달성할 수 있는 방법은 기본 메모리 모델에 있습니다. 코어 내에서 재정렬 가능성에도 불구하고 모델은 공유 메모리에 대한 액세스가 캐시 일관성을 갖는다고 가정합니다. 이는 프로세서가 공유 메모리에 값을 저장하면 결국 다른 모든 프로세서가 업데이트된 값을 보게 된다는 것을 의미합니다.

이러한 가정에서 다음 현상이 발생합니다.

• 한 번 저장하면 모든 코어에 전역적으로 표시되므로 즉각적이고 일관되게 표시됩니다.
• 전역적으로 표시되기 전에는 다른 어떤 코어도 매장을 관찰할 수 없었습니다. visible.

이 동작은 릴리스(저장) 작업을 통해 후속 획득(로드) 작업 전에 수정된 데이터를 다른 모든 스레드에 표시해야 하는 acq_rel 의미 체계를 모방합니다.

MOV Instruction 및 Acq_rel

MOV의 경우 로드와 저장 작업을 모두 수행합니다. 한 번의 지시로. 그러나 앞서 설명한 메모리 모델로 인해 MOV의 저장 구성 요소는 해제 작업으로 작동하고 로드 구성 요소는 획득 작업으로 작동합니다.

이는 스레드가 MOV를 사용하여 메모리에 값을 쓸 때를 의미합니다. , 다른 스레드에 의한 후속 로드 작업에서는 업데이트된 값이 표시됩니다. 또한 릴리스 스레드에 의한 MOV 로드 작업 이전에 다른 스레드의 다른 로드 작업이 발생하도록 재정렬할 수 없습니다.

다중 스레드 프로그래밍의 의미

MOV가 x86에서 acq_rel을 달성하는 방법에 대한 이러한 이해는 멀티스레드 프로그래밍에 중요한 의미를 갖습니다. 개발자는 MOV를 사용하여 원자 변수 및 기타 동기화 기본 요소를 구현하여 펜스나 잠금과 같은 복잡한 명령으로 인한 오버헤드 없이 적절한 데이터 일관성을 보장할 수 있습니다.

그러나 MOV만으로는 순차 일관성을 적용할 수 없다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이를 위해서는 프로세서 코어 전체에서 모든 재정렬을 방지하기 위한 전체 메모리 장벽이 필요합니다.

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