PowerPC32的乱序访存疑问

wuxb45

freescale的powerpc32位编程手册:第190页
Except for the cases described above and earlier in this section, data and control dependencies do not order
memory accesses. Examples include the following:
• If a load specifies the same memory location as a preceding store and the location is not caching
inhibited, the load may be satisfied from a store queue (a buffer into which the processor places
stored values before presenting them to the memory subsystem) and not be visible to other
processors and mechanisms. As a result, if a subsequent store depends on the value returned by the
load, the two stores need not be performed in program order with respect to other processors and
mechanisms.


按例子说,如果写向addr1,然后从addr1读,通过读出的数据决定另一个写操作,那么这两个写可能不按顺序完成.
如果两次写的地址不同,我可以理解,因为逻辑上两次写的完成不互相影响,不构成"写后写"的问题. 但是如果碰巧是"写后写"呢,文档的意思是说这里有隐患,需要的时候这里就要自己加内存屏障了吗?
上下文太长了我就不贴了, 前文大致是介绍了powerpc的乱序访存和几种sync类指令.

liuiang

我理解的意思是：如果这两次写在应用上是相关的话，那么必须要加上屏障以避免两次操作之间的乱序。文章并没强调说是否是同一地址，所以即使对于同样的地址，如果存在相关，也需要进行屏障处理。

Cindinx

我理解的意思是：如果这两次写在应用上是相关的话，那么必须要加上屏障以避免两次操作之间的乱序。文章并没 ...
liuiang 发表于 2011-05-03 16:24

    是的，這個地方必須使用內存屏障以保證正確性

smalloc

回复 3# Cindinx


    2位没明白英文的意思。这里的不同步是一个写buffer和cache双路径造成的。

liuiang

我确实审题有问题，现在更正一下。我们先针对文档描述一下我理解的意思：

1，文档第一句话明确说明，这个例子是典型的数据和控制依赖问题
2，文档说明如果一个load操作紧跟在一个store后面，那么后面的load操作会直接从store queue中获得数据，而不会从cache，也不会等到store queue刷到cache后在从cache获得
3，仅接着又说，如果紧接着又跟了一个store操作，就是说store->load->store的情况，并且最后的一个store操作依赖中间的load返回值，那么两次store的操作不会按序的被其他处理器察觉到，换句话说，其他处理器有可能发现后面的store先于前面的store执行

举个例子，假设变量初始值为：a=1  b=2  c=3 p=＆c，然后执行如下代码：
p = &a;
b = *p;

这种情况下，其他处理器可能会发现b的值先被更改为1，这时候p还指向的是c，而此时c不是1，过了一会，p的值才指向a，对于其他处理器来说这是无法理解的。

这篇段文字并没有提供结论，但结论应该是：需要在两次store之间增加wb()。

对于你紧接着问的问题，我的理解是：
1，就算不是写后写，就算两个地址不相同，也需要加屏障，因为上面已经分析了；
2，对于你说的写后写的情况，反倒不见的必须要加屏障；

我们再假设运行这样一段代码：
p = &a;
reg = *p;
p = reg;
其中reg是个寄存器。这样的话，从外界看，发现p被更改了，至于p被更改了几次，外界并不关心。另外必须要说明的是，外界只会看到：
1，p先指向a，然后p又被更改成a的内容 或者
2，p直接被更改成a的内容
但是外界永远永远不会看到，p先被更改成a的内容，然后更改成p指向a。

所以对于写后写，外界看到的顺序一定是正确的，但有可能被忽略先前的一次写，而忽略本身是否需要被外界察觉才是是否需要加屏障的关键。

显然如果p所要操作的是硬件寄存器，这里必须要加屏障，因为访问本身是具有意义的，但如果只是普通内存，则要看具体情况，一般来说是不需要加。