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曾几何时,为了编写x86汇编程序,你会得到一条说明"加载EDX寄存器的值为5","递增EDX"寄存器等的指令.

对于具有4个核心(甚至更多)的现代CPU,在机器代码级别上它看起来就像有4个独立的CPU(即只有4个不同的"EDX"寄存器)？如果是这样,当你说"递增EDX寄存器"时,是什么决定了哪个CPU的EDX寄存器递增？现在x86汇编程序中是否存在"CPU上下文"或"线程"概念？

核心之间的通信/同步如何工作？

如果您正在编写操作系统,那么通过硬件公开哪种机制可以让您在不同的内核上安排执行？这是一些特殊的特权指示吗？

如果您正在为多核CPU编写优化编译器/字节码VM,那么您需要具体了解x86,以使其生成能够在所有内核中高效运行的代码？

对x86机​​器代码进行了哪些更改以支持多核功能？

一般地,对于int num,num++(或++num),作为读-修改-写操作中,是不是原子.但我经常看到编译器,例如GCC,为它生成以下代码(在这里尝试):

由于第5行对应于num++一条指令,我们可以得出结论,在这种情况下num++ 是原子的吗？

如果是这样,是否意味着如此生成num++可以在并发(多线程)场景中使用而没有任何数据争用的危险(例如,我们不需要制作它,std::atomic<int>并强加相关成本,因为它是无论如何原子)？

UPDATE

请注意,这个问题不是增量是否是原子的(它不是,而且是问题的开头行).它是否可以在特定场景中,即在某些情况下是否可以利用单指令性质来避免lock前缀的开销.而且,作为公认的答案约单处理器的机器,还有部分提到这个答案,在其评论和其他人谈话解释,它可以(尽管不是C或C++).

我明白这std::atomic<>是一个原子对象.但原子到什么程度？根据我的理解,操作可以是原子的.使对象成为原子意味着什么？例如,如果有两个线程同时执行以下代码:

a = a + 12;

然后是整个操作(比方说add_twelve_to(int))原子？或者是变量原子(so operator=())的变化？

我在C中使用了fork()来启动另一个进程.如何开始新线程？

这是我的自旋锁实现,但它似乎无法保护关键代码.我的实施有问题吗？

static __inline__ int xchg_asm(int* lock, int val) 
{
  int ret; 
  __asm__ __volatile__(
    LOCK "movl (%1),%%eax; 
    xchg (%1),%2; 
    movl %%eax, %0" :"=m" (ret) :"d"(lock), "c"(val)
  );
  return ret; 
}
void spin_init(spinlock_t* sl) 
{ 
  sl->val = 0; 
} 
void spin_lock(spinlock_t* sl) 
{ 
  int ret; 
  do { 
    ret = xchg_asm(&(sl->val), 1); 
  } while ( ret==0 ); 
}

void spin_unlock(spinlock_t* sl) 
{
  xchg_asm(&(sl->val), 0);
}

我写了这个简单的Java程序:

package com.salil.threads;

public class IncrementClass {

    static volatile int j = 0;
    static int i = 0;

    public static void main(String args[]) {

        for(int a=0;a<1000000;a++);
        i++;
        j++;            
    }       
}

这为i ++和j ++生成了以下反汇编代码(删除了剩余的反汇编代码):

  0x0000000002961a6c: 49ba98e8d0d507000000 mov       r10,7d5d0e898h
                                                ;   {oop(a 'java/lang/Class' = 'com/salil/threads/IncrementClass')}
  0x0000000002961a76: 41ff4274            inc       dword ptr [r10+74h]
                                                ;*if_icmpge
                                                ; - com.salil.threads.IncrementClass::main@5 (line 10)
  0x0000000002961a7a: 458b5a70            mov       r11d,dword ptr [r10+70h]
  0x0000000002961a7e: 41ffc3              inc       r11d
  0x0000000002961a81: 45895a70            mov       dword ptr [r10+70h],r11d
  0x0000000002961a85: f083042400          lock add  dword ptr [rsp],0h
                                                ;*putstatic j
                                                ; …

如果MESI协议阻止其他内核写入"独占"拥有的数据,那么x86 LOCK前缀的目的是什么？

我对LOCK提供的内容和MESI提供的内容感到有些困惑？

我理解MESI协议是关于确保内核都看到一致的内存状态,但据我所知,它还可以防止内核写入另一个内核已经写入的内存？

以下代码来自include/asm-i386/io.h，并且是从调用的dma_map_single()。我的理解是flush_write_buffers()应该在为 DMA 映射内存之前刷新 CPU 内存缓存。但是这个汇编代码是如何刷新 CPU 缓存的呢？

static inline void flush_write_buffers(void)
{
    __asm__ __volatile__ ("lock; addl $0,0(%%esp)": : :"memory");
}

我正在尝试在我的代码中实现一个自旋锁,但是我基于Wikipedia实现的自旋锁导致了极慢的性能.

int lockValue = 0;

void lock() {
    __asm__("loop: \n\t"
            "movl $1, %eax \n\t"
            "xchg %eax, lockValue \n\t"
            "test %eax, %eax \n\t"
            "jnz loop");
}

有没有办法改善这一点,使其更快？

谢谢.

为什么我们需要定义两种具有相同实现的障碍？

例如，io_uringLinux 中的这段代码：

#if defined(__x86_64) || defined(__i386__)
#define read_barrier()  __asm__ __volatile__("":::"memory")
#define write_barrier() __asm__ __volatile__("":::"memory")
#else

我正在编写一个C++多线程代码.在测试不同互斥锁的开销时,我发现线程不安全代码似乎产生了在Visual Studio中使用Release Configuration编译的正确结果,但比使用互斥锁的代码快得多.但是,使用Debug Configuration,结果就是我的预期.我想知道是不是编译器解决了这个问题,或者只是因为在Release配置中编译的代码运行得如此之快以至于两个线程在同一时间内从不访问内存？

我的测试代码粘贴如下.

class Mutex {
public:
unsigned long long  _data;

bool tryLock() {
    return mtx.try_lock();
}

inline void Lock() {
    mtx.lock();
}
inline void Unlock() {
    mtx.unlock();
}
void safeSet(const unsigned long long &data) {
    Lock();
    _data = data;
    Unlock();
}
Mutex& operator++ () {
    Lock();
    _data++;
    Unlock();
    return (*this);
}
Mutex operator++(int) {
    Mutex tmp = (*this);
    Lock();
    _data++;
    Unlock();
    return tmp;
}
Mutex() {
    _data = 0;
}
 private:
std::mutex mtx;
Mutex(Mutex& cpy) {
    _data …

据我所知,函数调用充当编译器障碍,但不作为CPU障碍.

本教程说明如下:

获取锁意味着获取语义,而释放锁意味着释放语义!其间的所有内存操作都包含在一个漂亮的小屏障三明治中,防止任何不希望的内存重新排序跨越边界.

我假设上面的引用是关于CPU重新排序而不是编译器重新排序.

但我不明白互斥锁和解锁如何导致CPU赋予这些函数获取和释放语义.

例如,如果我们有以下C代码:

pthread_mutex_lock(&lock);
i = 10;
j = 20;
pthread_mutex_unlock(&lock);

上面的C代码被翻译成以下(伪)汇编指令:

push the address of lock into the stack
call pthread_mutex_lock()
mov 10 into i
mov 20 into j
push the address of lock into the stack
call pthread_mutex_unlock()

现在是什么阻止了CPU重新排序mov 10 into i以及mov 20 into j 上方call pthread_mutex_lock()或下方call pthread_mutex_unlock()？

如果它是call阻止CPU进行重新排序的指令,那么为什么我引用的教程使它看起来像是互斥锁和解锁函数来阻止CPU重新排序,为什么我引用的教程没有说任何函数调用会阻止CPU重新排序吗？

我的问题是关于x86架构.