assembly - 在x86/x86_64处理器上使用LFENCE指令有意义吗？

我经常在互联网上发现LFENCE在x86处理器中毫无意义，也就是说，它什么也没有做，因此使用MFENCE绝对可以轻松使用SFENCE，因为MFENCE = SFENCE + LFENCE = SFENCE + NOP = SFENCE。

但是，如果LFENCE没有意义，那么为什么我们有四种在x86 / x86_64中实现顺序一致性的方法:

LOAD(无围栏)和STORE + MFENCE

LOAD(无围栏)和LOCK XCHG

MFENCE + LOAD和STORE(无围栏)

LOCK XADD(0)和STORE(无围栏)

从这里拍摄:http://www.cl.cam.ac.uk/~pes20/cpp/cpp0xmappings.html

以及底部第34页的Herb Sutter的表演:https://skydrive.live.com/view.aspx?resid=4E86B0CF20EF15AD!24884&app=WordPdf&wdo=2&authkey=!AMtj_EflYn2507c

如果LFENCE没有执行任何操作，则方法(3)具有以下含义:SFENCE + LOAD and STORE (without fence)，但是在SFENCE之前执行LOAD毫无意义。即，如果LFENCE不执行任何操作，则方法(3)没有意义。

在处理器x86 / x86_64中有意义LFENCE指令吗？

解答:

1.如果接受的答案如下所述，则需要 LFENCE。

2. 方法(3)不应单独查看，而应与先前的命令结合使用。例如，方法(3):

MFENCE
MOV reg, [addr1]  // LOAD-1
MOV [addr2], reg  //STORE-1

MFENCE
MOV reg, [addr1]  // LOAD-2
MOV [addr2], reg  //STORE-2

我们可以如下重写方法(3)的代码:

SFENCE
MOV reg, [addr1]  // LOAD-1
MOV [addr2], reg  //STORE-1

SFENCE
MOV reg, [addr1]  // LOAD-2
MOV [addr2], reg  //STORE-2

在这里，SFENCE可以防止对STORE-1和LOAD-2重新排序。为此，在STORE-1命令之后，SFENCE刷新存储缓冲区。

最佳答案

底线(TL; DR):仅LFENCE确实对内存排序毫无用处，但是并不能使SFENCE代替MFENCE。问题中的“算术”逻辑不适用。

这是Intel's Software Developers Manual, volume 3第8.2.2节(2014年9月的版本325384-052US)的摘录，与我在another answer中使用的相同

从这里开始:

MFENCE是所有内存类型(无论是否为非临时性)上所有操作的完整内存防护。

SFENCE仅阻止对写入进行重新排序(换句话说，这是StoreStore的障碍)，并且仅与非临时存储和其他列为异常的指令一起使用。

LFENCE可以防止对读取和后续读取和写入进行重新排序(即，它结合了LoadLoad和LoadStore屏障)。但是，前两个项目符号说LoadLoad和LoadStore障碍始终存在，没有异常(exception)。因此，仅LFENCE不能用于内存排序。

为了支持最后一个要求，我查看了英特尔手册的所有3卷中提到LFENCE的所有地方，但没有发现会说LFENCE是内存一致性所必需的。甚至MOVNTDQA-迄今为止唯一的非时间加载指令-都提到了MFENCE，但没有提到LFENCE。

更新:查看Why is (or isn't?) SFENCE + LFENCE equivalent to MFENCE?上答案的正确答案，以查看
MFENCE是否等于其他两个范围的“和”是一个棘手的问题。一眼看去，在这三个栅栏指令中，只有MFENCE提供了StoreLoad屏障，即防止使用较早的写入对读取进行重新排序。然而，正确的答案需要了解的不仅仅是上述规则；也就是说，重要的是所有栅栏指令都必须相对于彼此排序。这使SFENCE LFENCE序列比仅仅结合单个效果更强大:此序列还防止了StoreLoad重新排序(因为加载无法通过LFENCE，而不能通过SFENCE，而不能通过存储而无法通过)，从而构成了完整的内存屏障(也请参见下面的注释(*))。但是请注意，这里的顺序很重要，并且LFENCE SFENCE序列没有相同的协同作用。

但是，虽然可以说MFENCE ~ SFENCE LFENCE和LFENCE ~ NOP，但这并不意味着MFENCE ~ SFENCE。我故意使用等价(〜)而非等号(=)来强调算术规则不适用于此处。 SFENCE和LFENCE的互作用使两者有所不同。即使负载没有相互重新排序，也需要使用LFENCE来防止使用SFENCE对负载进行重新排序。

(*)仍然可以说MFENCE比其他两个篱笆的组合要强。特别是，英特尔手册第2卷中的CLFLUSH指令说明说:“CLFLUSH仅由MFENCE指令排序。不能保证由任何其他防护或序列化指令或其他CLFLUSH指令排序。”

(更新后，clflush现在被定义为严格排序的(就像普通商店一样，因此，如果您想阻止以后的加载，则只需要mfence即可)，但是clflushopt的排序很弱，但是可以被sfence围起来。)

关于assembly - 在x86/x86_64处理器上使用LFENCE指令有意义吗？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/20316124/