内核同步，优化内存屏障问题。

ruslin

沉寂cu多年，最近整理了一下内核同步相关的知识，还没有看完，整理的文档先放出来大家共享一下。
有些问题请教一下cu的高手。
优化屏障 barrier 到底啥作用。内核中用了很多，但是想不通为什么要这样用。
比如：
        while (clps_readl(SYSFLG(port)) & SYSFLG_UTXFF)
                barrier();
       
while ((--i > 0) &&
            (readl(sport->port.membase + URXD0) & URXD_CHARRDY)) {
                barrier();
        }

我的理解是，由于readl系列指令本身已经取的volatile变量，所以没有必要再来防止寄存器优化了。这里主要是一个空操作把。

chishanmingshen

支持一下

Godbach

回复 1# ruslin

感谢 LZ 分享

ruslin

顶一下。

embeddedlwp

非常感谢！

eexplorer

回复 1# ruslin

这是一个compiler barrier，是为了防止gcc优化，对cpu没什么影响。

这是Documentation/memory-barriers.txt的解释：

COMPILER BARRIER
----------------

The Linux kernel has an explicit compiler barrier function that prevents the
compiler from moving the memory accesses either side of it to the other side:

        barrier();

This is a general barrier - lesser varieties of compiler barrier do not exist.

The compiler barrier has no direct effect on the CPU, which may then reorder
things however it wishes.

ruslin

回复 6# eexplorer


感谢回复。

这些资料我也看过，我的理解是优化屏障barrier共有两个作用，1个是防止编译器重新排列指令顺序（但是不能防止cpu乱序执行）。第二个是防止寄存器优化。

如果在代码中用barrier宏想做第一个作用的来的话，肯定是不行的。（必须内存屏障才有这个能力）
所以，我绝的代码中的barrier宏都是想要做第二个作用来的。不知道对否？就我举得例子来说，编译器也不会去用寄存器优化的，为什么还要用barrier呢？

或许barrier宏很多地方就是一个空操作的作用吗？？？


还有，即使维护内核代码的同志可能也有不太清楚为什么要用barrier的？比如include/net/dst.h:
static inline u32 dst_mtu(const struct dst_entry *dst)
{
        u32 mtu = dst_metric(dst, RTAX_MTU);
        /*
         * Alexey put it here, so ask him about it
         */
        barrier();
        return mtu;
}

eexplorer

回复 7# ruslin

> 如果在代码中用barrier宏想做第一个作用的来的话，肯定是不行的。（必须内存屏障才有这个能力）

我想这里barrier()就是这个作用，compiler在编译优化的时候是可以move指令的，只要这个move在单cpu上运行的结果是一样的就行了。
有了barrier()就可以告诉compiler不要在编译的时候move memory access的指令越过这个barrier().

memory barrier是cpu在执行compiler编译好的指令时发生作用，不能out of order执行一些memory access指令。

ruslin

回复 8# eexplorer


我还是有点疑惑。
现在就假设是在up上。加了barrier宏使编译器没有重新排序指令，但是cpu还是乱序执行了，那么加了barrier和不加barrier对最终的执行效果不是一样的吗。为什么不去掉，多此一举呢。所以barrier应该是有它的其他意义的吧。

能不能就用实际的代码例子来解释吧，比如说把barrier去了可能会导致怎样的后果。本人愚笨，这样我会比较容易理解一点{:3_193:} 。

vincentff7

mark！！！！