为什么 MemoryBarrier 可以实现为对 xchg 的调用？答案

【问题标题】：why can MemoryBarrier be implemented as a call to xchg?为什么 MemoryBarrier 可以实现为对 xchg 的调用？
【发布时间】：2013-10-29 08:10:01
【问题描述】：

在 msdn http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms684208(v=vs.85).aspx 上，MemoryBarrier 被实现为对 xchg 的调用。

// x86

FORCEINLINE
VOID
MemoryBarrier (
    VOID
    )
{
    LONG Barrier;
    __asm {
        xchg Barrier, eax
    }
}

我在“软件开发人员手册”中找不到一些资料。请告诉我原因。

【问题讨论】：

xchg 带有一个内存操作数有一个隐含的lock。锁定指令是栅栏。

标签： windows x86 msdn memory-barriers

【解决方案1】：

这里发生了两件事：

给编译器一个不透明的块以插入到输出指令流中。由于它不知道块内访问了哪些数据，因此它无法重新排序围绕它的其他语句。
xchg 指令执行原子读取-修改-写入操作，这需要在内存总线上进行排序，因此 CPU 会强制执行内存屏障。

【讨论】：

【解决方案2】：

来自 Intel 64 和 IA-32 架构软件开发人员手册，第 3 卷：“系统编程指南”

8.2.5 “加强或削弱内存排序模型”

多处理器系统中的同步机制可能取决于基于强大的内存排序模型。在这里，程序可以使用锁定指令，例如 XCHG 指令或 LOCK 前缀，以确保对内存执行读-修改-写操作原子地。锁定操作通常像 I/O 操作一样操作在那个他们等待所有先前的指令完成并等待所有缓冲的写入都排入内存（请参阅第 8.1.2 节，“总线锁定”）。

从 8.1.2 开始：

锁定操作相对于所有其他内存是原子的操作和所有外部可见的事件。 仅取指令并且页表访问可以传递锁定指令。锁定指令可用于同步一个处理器写入的数据并由另一个处理器读取。

对于 P6 系列处理器，锁定操作序列化所有未完成的加载和存储操作（即等待它们完成）。此规则也适用于 Pentium 4 和 Intel Xeon 处理器，但有一个例外。加载弱引用的操作有序内存类型（如 WC 内存类型）可能不是序列化。

【讨论】：