khi nào tôi nên sử dụng _mm_sfence _mm_lfence và _mm_mfence

Question

Tôi đọc "Hướng dẫn tối ưu hóa Intel dành cho kiến ​​trúc Intel".

Tuy nhiên, tôi vẫn không có ý tưởng về việc khi nào tôi nên sử dụng _mm_sfence() _mm_lfence() _mm_mfence()

ai đó có thể cho tôi lời giải thích?

Answer 1

Caveat: Tôi không có chuyên gia trong lĩnh vực này. Tôi vẫn đang cố gắng tự mình học điều này. Nhưng vì không ai trả lời trong hai ngày qua, có vẻ như các chuyên gia về hướng dẫn hàng rào bộ nhớ không dồi dào. Vì vậy, đây là sự hiểu biết của tôi ...

Intel là hệ thống bộ nhớ weakly-ordered. Điều đó có nghĩa chương trình của bạn có thể thực hiện

array[idx+1] = something 
idx++ 

nhưng sự thay đổi để idx có thể được hiển thị trên toàn cầu (ví dụ như để đề/tiến trình đang chạy trên bộ vi xử lý khác) trước khi thay đổi để mảng. Đặt sfence giữa hai câu lệnh sẽ đảm bảo thứ tự ghi được gửi đến FSB.

Trong khi đó, bộ xử lý khác chạy

newestthing = array[idx] 

có thể lưu trữ bộ nhớ cho mảng và có một bản sao cũ, nhưng được cập nhật idx do bỏ lỡ bộ nhớ cache. Giải pháp là sử dụng lfence trước để đảm bảo tải được đồng bộ hóa.

This article hoặc this article có thể đưa ra thông tin tốt hơn

Answer 2

Đây là hiểu biết của tôi, hy vọng chính xác và đủ đơn giản để có ý nghĩa:

(Itanium) kiến ​​trúc IA64 cho phép bộ nhớ đọc và viết được thực hiện theo thứ tự nào, do đó thứ tự thay đổi bộ nhớ từ quan điểm của bộ xử lý khác không thể dự đoán được trừ khi bạn sử dụng hàng rào để thực thi việc ghi hoàn thành theo thứ tự hợp lý.

Từ đây, tôi đang nói về x86, x86 được sắp xếp mạnh mẽ.

Trên x86, Intel không đảm bảo rằng cửa hàng được thực hiện trên bộ xử lý khác sẽ luôn hiển thị ngay trên bộ xử lý này. Có thể là bộ vi xử lý này đã thực thi việc tải (đọc) chỉ đủ sớm để bỏ lỡ cửa hàng của bộ xử lý khác (ghi).

Lệnh đọc/sửa đổi/ghi bị khóa hoàn toàn tương thích tuần tự, vì vậy bạn hiếm khi thực sự phải sử dụng hàng rào trên x86. Bởi vì điều này, nói chung bạn đã xử lý thiếu các hoạt động bộ nhớ của bộ xử lý khác bởi vì một xchg bị khóa hoặc cmpxchg sẽ đồng bộ hóa tất cả.

Theo như tôi hiểu, lfence thoát hàng đợi tải bộ nhớ và chờ đường ống của đơn vị tải để hoàn tất bất kỳ hoạt động nào đang được tiến hành. mfence đi xa hơn và chờ đợi cho tất cả bộ nhớ đọc và viết, sfence làm tương tự cho chỉ các cửa hàng (và flushes viết combiner).

Về bản chất, lfence loại bỏ bất kỳ tải được thực thi đầu tiên nào.Các tải có thể đã được thực thi trước đó sẽ được cấp lại. sfence là ít nhất cần thiết trong thực tế, thường là không cần thiết trừ khi sử dụng bộ nhớ kết hợp ghi, một cái gì đó bạn hiếm khi làm nếu bạn không phải là nhà phát triển chế độ hạt nhân (trình điều khiển). Vì vậy, để tóm tắt, các thuật toán sử dụng các lệnh bị khóa như xchg, hoặc xadd, hoặc cmpxchg, vv, sẽ hoạt động mà không có hàng rào vì lệnh đã khóa (trong hầu hết các trường hợp) làm mọi thứ để đồng bộ hóa. Bất kỳ mã không có khóa nào khó hiểu (ví dụ) có các đường dẫn mã đầu ra không sử dụng các lệnh khóa đó có thể cần một nơi nào đó để tránh thiếu một cửa hàng được thực hiện bởi một bộ xử lý khác. Mã mà cảm ứng là hiếm và không phải là một thực hành tốt nhưng có thể là cần thiết trong đường dẫn mã cực kỳ nóng.