如何禁用CPU的乱序执行[重复]答案

【问题标题】：How to disable out of order execution of CPU [duplicate]如何禁用CPU的乱序执行[重复]
【发布时间】：2018-10-24 11:18:38
【问题描述】：

众所周知，现代 CPU 能够同时执行多个命令：https://en.wikipedia.org/wiki/Out-of-order_execution

因此，我们可能会得到如下事实：

当我们执行c++代码时：x = a + b; y = c + d;，y = c + d;可能会在x = a + b;之前执行。

我的问题是是否可以禁用 CPU 的乱序执行？

【问题讨论】：

如果功能相同，有什么区别？
请注意，在 CPU 上乱序执行的指令粒度很少会匹配 C++ 等高级语言中的单个语句。另请注意，C++ 编译器本身可能会重新排列语句甚至表达式或表达式的一部分。
至于你的问题，为什么你想做这个？您需要解决的真正问题是什么？用例是什么？这看起来很像XY problem。
问题是您为什么要这样做？除非出现任何错误，否则 CPU 仅在新顺序不会产生任何可观察到的影响时才允许重新排序执行。编译器还将重新排序执行，并且比 CPU 执行的乱序执行的程度要大得多。
@LieRyan 总是有幽灵/崩溃。 :P:P:P

标签： c++

【解决方案1】：

不，您不能在拥有此类硬件机制时停用它。这就是为您提供性能的原因。这就是 CPU 的设计方式。

C++ 保证的是，您将无法看到您想要的正确顺序与您将得到的结果之间的差异。这也是像英特尔这样的供应商将确保组装的东西。

【讨论】：

【解决方案2】：

您应该关心的只是程序的含义。这不是迂腐，而是整个语言的设计基础。

C++ 程序描述了程序的含义。它不是源代码与计算机真正应该做的事情的一对一映射。

如果你想这样，你将不得不用汇编或一些中世纪的老式语言编写代码，但即便如此，你也很难告诉现代 CPU 不要做所有聪明的事情它的设计目的是为了支持有用的程序。当然，我不知道有任何开箱即用的开关、标志或设置会导致这种情况发生。它会违背 CPU 的架构。

最终，构建和编程差异引擎可能会更好；）

【讨论】：

不，你的程序的意义并不是你应该关心的全部。实际执行可能会产生灾难性后果，例如 Spectre 和 Meltdown。
@EricPostpischil 在编写 C++ 时，您应该只关心程序的含义。 Spectre 和 Meltdown 的后果不是 C++ 程序作者的责任，这就是内核补丁修复这些问题的原因。当然，我们可能会提出一些极端情况例外，但它们不是一般规则，我无法想象它们适用于此。
处理器设计缺陷的后果不是 C++ 作者的“责任”的指控并不意味着 C++ 作者询问这些事情、思考后果是完全合理的可能是，了解他们如何影响他们的角色的问题和原因，考虑他们可以提供的缓解措施，即使这不是他们的“责任”，与处理器设计人员进行讨论，以及以其他方式提高他们的专业知识和参与。
@EricPostpischil 当然，人们应该询问、思考、学习和推理编译程序将要做什么以及为什么。那太棒了。只是一个人不应该写他们的原始 C++ 代码，认为计算机有义务或应该有义务一次执行他们的源代码行，就像写的一样。理解并接受 C++ 是一种抽象，而你所做的只是指定程序的含义，这一点至关重要。
@EricPostpischil 另外，我不同意您使用“指控”一词，它具有非常消极/指责的含义，根本没有必要。让我们保持专业。

【解决方案3】：

您无法在硬件级别（CPU 级别）停用重新排序。

但是，您可以通过使用debug 的优化级别来确保编译器不会重新排序。

这将有助于调试程序，但会使您的代码变慢。不建议在生产代码中使用。

【讨论】：

【解决方案4】：

无法从程序中禁用乱序执行，这是Memory Barrier 的众所周知的问题。由于问题后果只出现在多线程程序中，因此您必须使用同步原语来确保执行顺序。

【讨论】：