Assembly 指令获取访问传递锁定的指令

《英特尔软件开发人员手册》提到“指令获取和页表访问可以传递锁定指令”。这意味着什么，为什么重要

有一篇文章说，许多Windows函数都是以

MOV EDI，EDI

指令开始的，因为它对于安全的代码挂接非常有用：它可以用两个字节的相对跳转来自动替换。但是，如果对内存的获取访问可以“传递锁定指令”，那么是否可能发生以下情况

• cpu 0以原子方式将

  MOV EDI、EDI

  指令替换为相对跳转
• cpu 1“传递锁定指令”，获取并执行陈旧的

  MOV EDI，EDI

这样的事情也可能发生吗

• cpu 0以原子方式将

  MOV EDI、EDI

  指令替换为相对跳转
• 由于指令回迁可以“传递锁定的指令”，因此从指令回迁的上下文中可以认为指令的替换是非原子的，因此cpu 1从陈旧指令中回迁1字节，从新指令中回迁1字节

摘自《英特尔64和IA-32体系结构软件开发人员手册》第3卷：“系统编程指南”

锁定操作是相对于所有其他内存的原子操作 操作和所有外部可见事件仅获取指令 页表访问可以传递锁定的指令。锁定 指令可用于同步由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）。对于奔腾4和英特尔至强，这一规则同样适用 处理器，只有一个例外。加载弱引用的操作 有序内存类型（如WC内存类型）可能不可用 连载

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链接：

关于第二种情况——“传递锁定指令”并不意味着它破坏了原子性。如果存储以原子方式写入这2个指令字节，则在任何时候都无法仅看到其中一个（存储将在完整缓存线上运行-请注意，如果将2个字节拆分为2行，则不会是原子的）。它的意思是，为了尝试同步而输入的任何锁指令都不会阻止代码获取，因此就内存顺序而言，它可以发生在同步之前或之后

现在，关于第一个场景和一般问题，请注意，您的描述中没有锁定。您所描述的情况是完全有效的，即使它是数据读取而不是代码读取-除了您自己强制执行的以外，两个核心之间没有固有的顺序。为了执行这样的命令，您可以开始使用屏障、信号量或任何其他方法，最终会归结为一些锁阻塞cpu 1，直到cpu 0发出写操作完成的信号

在这种情况下，数据读取将被锁暂停，但较年轻的代码读取实际上可以获取旧数据，尽管您试图保护它。然而，这里有一种机制x86内核通常实现称为SMC（自修改代码）刷新-cpu 0的存储嗅探cpu 1中的指令缓存，检测那里的陈旧代码，因为它无法确切地知道该代码在管道中的位置，或者可能已经产生了什么影响（据我们所知，可能会有一个暂停指令，或者更糟的情况）-它只会刷新整个管道。不同产品的确切细节可能不同，但概念非常古老

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页面漫游的情况稍微复杂一点，但这里还有一种机制，可以在使用过程中检测大多数修改情况-查找“TLB分解”。请注意，在某些情况下，SMC和TLB在运行过程中的修改都是完全有效的，并起到了一定的作用（SMC通常用于JITting，页面移动是在进程之间传递数据的一种廉价方式，无需复制数据。

我不确定您问题中的不同语句如何组合在一起。我认为重要的是：1.您希望能够插入一条双字节跳转指令。2.插入该指令的位置也有是一条双字节指令；它不能是，比如说，两个连续的，一个字节的NOP，因为执行可能在覆盖指令之前执行了第一条单字节指令，然后获取了一个被撕碎的后半部分。锁定的内存访问似乎与此无关。很清楚为什么指令会获取和页面漫游s被排除在必须序列化的范围之外，这会使它们太慢，并迫使CPU添加昂贵的硬件来比较它们的地址和缓冲存储。另一方面，在大多数多线程场景中，它们对保护并不重要。感谢您的评论，Kerrek SB。我更新了这个问题，试图让我更清楚地了解我的想法“我想知道。谢谢你的详细回答！对于可能性1，我想指令缓存窥探将仅限于当前处理器，但这表明我对所有这些知之甚少。对于可能性2，我不确定我在想什么，但你关于为什么永远不会发生的解释是有意义的。考虑到你的解释，当使用交叉修改代码时，如果CPU支持自嗅探，那么在x86和x86-64处理器上就不需要像CPUID这样的串行化指令了？而大多数现代x86和x86-64 CPU都支持这一点？@Jason：我建议阅读题为“处理自修改和交叉修改代码”的部分“在您最喜欢的《英特尔开发人员手册》（第3卷第8.1.3节，关于我碰巧最先获取的手册版本，可能是较新或较旧版本手册中的另一节）。对于交叉修改代码，您需要等待更新，然后是s