このBlogで屈指の人気のなさを誇るLinux のカーネルの話題のつづきです。
前回の記事はこちら

今回から数回にわたって smp_rmb(), smp_wmb() について解説していきます。
ロック本体よりも長いなんてアレゲですね。



もっと率直に聞きたい！ ランキング！

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まず正解をばお見せします。

include/asm-i386/system.h より
（可読性のため#ifdefとかは適当に削ってあります）

#define rmb() alternative("lock; addl $0,0(%%esp)", "lfence", X86_FEATURE_XMM2)
#define wmb() alternative("lock; addl $0,0(%%esp)", "sfence", X86_FEATURE_XMM)

#define smp_rmb()       rmb()
#define smp_wmb()       wmb()

alternativeマクロは興味深い動作をするので、回を改めて詳しく説明しますが、今は

wmbが

	if( X86_FEATURE_XMM ){    ← SSE搭載CPUか
		return "asm(sfence)"
	}else {
		return "asm(lock; addl $0,0(%%esp))"
	}

みたいな内容に展開されると思ってください。
で、今回は説明の手を抜くためにSSE2搭載プロセッサ（Pentium4以上）だと仮定します。

すると

#define rmb() asm volatile ("lfence" ::: "memory")
#define wmb() asm volatile ("sfence" ::: "memory")

に展開されます。
これをしばらくこれを仮定して話がかかれています。いいですね。

なにやらasm文が普通のコンパイラのものと全然違いますが、これはgccの拡張アセンブラをつかっているから。
gccの拡張インラインアセンブラについては最後に参考URLを列挙しておいたのでそちらで勉強してくださいませ。



さて、ここでsfenceをインテルが配布しているソフトウェアデベロッパーマニュアル 命令セットリファレンスで調べると

SFENCE 命令より前に発行されたすべてのストアメモリ命令に対して、シリアル化操
作を実行する。このシリアル化操作は、プログラムの順序でSFENCE 命令に先行する
すべてのストア命令が、SFENCE 命令に後続するストア命令より前にグローバルにア
クセス可能になることを保証する。SFENCE命令は、ストア命令、他のSFENCE命令、
MFENCE 命令、任意のシリアル化命令（CPUID命令など）に対して順序付けされる。
SFENCE命令は、ロード命令やLFENCE命令に対しては順序付けされない。
順序設定の緩いメモリタイプを使用して、アウト・オブ・オーダー発行、ライト・コ
ンバイニング、ライト・コラプシングなどの手法により、プロセッサ・パフォーマン
スの向上を達成する。データを参照する側のルーチンが、順序設定の緩いデータであ
ることをどの程度認識するかは、アプリケーションによって異なり、データを生成す
る側のルーチンにはわからない。SFENCE命令は、順序設定の緩い結果を生成するルー
チンとそのデータを参照するルーチンの間のストアの順序付けを保証するための効
率的な方法である。

なんて書いてある。
まったく説明する気があるとは思えない文章ですね。


これも次々回ぐらいに詳しく説明しますが、sfenceよりも前に現れたstore命令が終わっていなかったら終わるまでじーーーと待つって事です。
意外と簡単ですね。

でも、なにやらまるでメモリを壊す命令に見えませんね。


ますます謎が深まったところで、次回へつづく



参考：
gccのinfoの日本語訳
GCCでインラインアセンブリを使用する方法と留意点等 for x86
GCC x86インラインアセンブラ
IntelのIA32の仕様書

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