锁定前缀与MESI协议？

Question

x86锁前缀的目的是什么，如果MESI协议阻止其他内核写入“独占”-ly拥有的数据？

我有点搞不懂什么锁提供和什么MESI提供？

我理解MESI协议是关于确保核心都能看到一致的内存状态，但正如我所理解的，它也阻止内核写入另一个核心已经写入的内存？

Answer 1

MESI协议使内存缓存有效地不可见。这意味着多线程程序不必担心从它们读取陈旧数据的核心，也不必担心将两个内核写入缓存行的不同部分，并将一半的写入和另一半的写入发送到主内存。

但是，这对诸如增量、比较和交换等读-修改-写入操作没有帮助.MESI协议不会阻止每个内核读取相同的内存块，每个内核都会添加一个内存，然后每个内核都会写回相同的值，将两个增量转化为一个。

在现代CPU上，锁前缀锁定缓存行，因此读-修改-写操作在逻辑上是原子的。这些都是过于简化，但希望他们能给你的想法。

解锁增量：

1. 获取缓存线，可共享就可以了。读价值。
2. 在读取值中添加一个。
3. 获取缓存行独占(如果不是E或M)并锁定它。
4. 将新值写入缓存行。
5. 将缓存行更改为修改并解锁它。

锁定增量：

1. 获取缓存行独占(如果不是E或M)并锁定它。
2. 读取值。
3. 再加一个。
4. 将新值写入缓存行。
5. 将缓存行更改为修改并解锁它。

注意到区别了吗？在解锁增量中，缓存行仅在写内存操作期间被锁定，就像所有写操作一样。在锁定增量中，高速缓存线贯穿整个指令，从读操作一直到写操作，包括在增量本身期间。

另外，一些CPU除了内存缓存之外还有可能影响内存可见性的东西。例如，一些CPU具有读取预取器或已发布的写缓冲区，这些缓冲区可能导致内存操作无序执行。在需要时，锁前缀(或其他CPU上的等效功能)也将执行任何需要处理内存操作排序问题的操作。

Answer 2

是啊，你把两件事搞混了。MESI协议是一种缓存一致性协议，它确保每个核心/处理器在请求时从其他处理器的缓存(或mem)中获得最最新的数据。如果记录线处于“E”状态，则通知请求处理器，另一个(且只有一个)另一个处理器有此行的副本。这就是它所做的一切； 'E‘状态无论如何不会阻止请求处理器访问数据；它只是声明只有一个处理器拥有数据的副本(并且该副本与内存中的数据副本也是一致的)。因此，如果一个核心请求处于'E‘状态的数据，核心将得到它的副本。在“E”中的另一个副本将根据核心是要求“写作”还是“阅读”而更改。如果它被要求写入，旧副本将失效('I‘状态)，如果它是用于读取旧副本将被放入共享'S’状态。