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linux - 同一处理器上两个内核之间的缓存一致性问题

问题描述

有两个进程 p1 和 p2 分别在不同的内核上运行，比如 c1 和 c2（两个内核都在同一个物理处理器上）。这两个内核具有不同的 L1 和 L2 缓存，同时共享通用的 L3 缓存。p1 和 p2 都使用指针 ptr（ptr 在共享内存中）。进程 p1 初始化 ptr & p2 应该简单地使用它。在 p2 中面临崩溃，因为它最初将 ptr 视为“NULL”（尽管一段时间后，可能由于缓存一致性，p2 会看到 ptr 的正确值）。我有以下与此相关的问题：

  1. 尽管会使用某种形式的缓存一致性协议，但如何会出现上述情况（p2 看到 ptr 的值为空）？
  2. 在共享总线/内存架构的情况下，不同的处理器（在不同的套接字上）通常遵循总线侦听协议以实现缓存一致性。我想知道如果两个内核（两个内核都在同一个物理处理器上）在共享一个公共 l3 缓存的同时拥有它们的私有 l1/l2 缓存，那么缓存一致性协议是什么。
  3. 有没有办法检查正在使用的缓存一致性协议是什么（这是针对 ubuntu 16.04 系统的）？

标签： linuxubuntucachingx86intel

解决方案

x86 即使跨多个套接字也是缓存一致的（就像您可以运行的所有其他真实世界的 ISA std::thread）。x86 的内存排序模型是程序顺序 + 带有存储转发的存储缓冲区。

正式模型：更好的 x86 内存模型：x86-TSO。非正式地：http: //preshing.com/20120930/weak-vs-strong-memory-models/

缺乏连贯性绝对不是您的错误。一旦存储提交到一个内核中的 L1d 缓存，其他内核就无法加载旧值。（因为他们的行副本都已失效，所以进行修改的核心可以拥有独占所有权：MESI。）

几乎可以肯定 p2 在 p1 写入之前正在读取共享内存。 Coherence 不会自行创建同步。 如果 p1 和 p2 都异步附加到共享内存，那么在 p1 写入之前没有什么可以阻止 p2 读取。

std::memory_order_acquire在读取指针之前，您需要某种 p2 检查的数据就绪标志。或者只是旋转加载指针，直到看到一个非 NULL 值。

（mo_acquire在指针的原子负载上使用以避免编译时重新排序，或在非 x86 上运行时重新排序，您稍后使用该指针访问的东西。或者实际上只mo_consume需要使用指针，但编译器将其加强为mo_acquire.这在 x86 上没问题；反正获取是免费的。）

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