ARM64上的内存屏障有多昂贵?——DMB指令的成本。
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2024-09-13 16:01:41
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内存屏障是一种同步机制,用于确保在多线程环境下,共享内存中的数据在不同线程之间正确同步。在 ARM64 体系结构中,内存屏障的实现是通过 DMB 指令完成的。虽然 DMB 指令是可用的,但它可能非常昂贵,因为它需要等待先前的存储操作和加载操作完成后才能继续执行。

以下是一种解决方法,可以在一定程度上减少 DMB 指令的成本:

#include 

struct data {
    std::atomic value;
    char padding[60];
};

void do_something (data *d) {
    int tmp = d->value.load(std::memory_order_relaxed);
    if (tmp % 2 == 0) {
        d->value.store(tmp + 1, std::memory_order_release);
    }
    else {
        // No need for memory barrier here
        // because the value is already odd
        d->value.store(tmp + 2, std::memory_order_release);
    }
}

int main () {
    data d{0};
    do_something (&d);
    return 0;
}

在这个例子中,对数据结构进行修改时,只有在数据值为偶数时才需要使用内存屏障来确保正确同步。通过使用 std::memory_order_release 标志位,可以在存储操作之间增加一个内存屏障,以确保正确同步。

在计算机体系结构中,内存屏障是一种强制同步的机制。尽管内存屏障的成本很高,但它可以确保在多线程和多核心系统中,共享内存中的数据在不同线程和不同核心之间正确同步,从而提高系统的稳定性和性能。

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