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x86 加載和儲存的原子性如何？

Patricia Arquette

Dec 03, 2024 am 03:21 AM

How Atomic Are x86 Loads and Stores, and What Factors Affect Atomicity?

x86 上載入和儲存的原子性

x86 架構保證對齊載入和儲存的原子性，最多可達資料路徑的大小核心、記憶體和I/O 匯流排之間。這意味著單一操作將不可分割地發生，任何其他觀察到它的操作都會將其視為已完全發生或根本沒有發生。

在內部，CPU 可以「免費」為對齊操作實現原子性，因為資料傳輸透過足夠寬的資料匯流排或透過單一訊息進行。對於更廣泛的存取或未對齊的操作，可能需要將操作拆分為更小的區塊並執行更複雜的操作。

原子操作與快取

原子操作可以完全發生在快取中，只要操作不跨越快取行邊界。這意味著對快取的修改足以保證原子性。

原子讀-修改-寫

原子讀-修改-寫（RMW）操作更困難來實作。 CPU 可以將快取行保持在已修改狀態，並在操作進行時忽略快取一致性訊息，使其對其他核心而言顯得原子。

未對齊鎖定操作

未對齊的鎖定操作可能需要更複雜的硬體幹預，例如在操作期間採取總線鎖定以防止其他訪問。

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陳述

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