Assembly 内核如何决定在MESI中使哪个缓存线失效？

我对缓存线有一些误解。我正在使用

Haswell

和

Ubuntu

。现在让我们假设我们有两个线程的应用程序，其中发生了以下情况

mov [addr], dword 0xAC763F
;starting Thread 1 and Thread 2

现在让我们假设线程并行执行以下操作：

Thread 1                        Thread 2
mov rax, [addr]              mov rax, [addr]
mov [addr], dword 1     mov [addr], dword 2

现在我对发生的事情的理解是：

在启动之前，主线程会写入相应的缓存线（

addr

），并将其标记为

独占

如果两个线程

Thread 1

和

Thread 2

在开始写入之前都已完成读取，则缓存线在所有缓存中都具有状态

Shared

现在，如果

线程1

中的

mov[addr]、dword 1

和

线程2

中的

mov[addr]、dword 2

同时发生，我不明白哪个缓存行被标记为

无效

首先，“同时”感觉有点模糊。我认为这是“在相同的CPU时钟周期内”。
MESI
protocolimplementation如何解决“从不同线程同时写入”的问题

我认为这是“在相同的CPU时钟周期内”

不同的内核可以使用不同的时钟；e、 g.一个磁芯的频率为4GHz，而另一个磁芯的频率为800MHz。（不过，仅适用于Haswell Xeon；双核/四核部件的所有内核都在一个时钟域中。我已经读到了这一点，它与在一个内核忙时查看空闲内核上的CPU频率相匹配。）

相关：这是一个非常相似的问题。（但这个问题的执行官不知道梅西是什么）。尽管如此，我还是对发送RFO请求进行了更详细的介绍，所以如果这个答案太简洁的话，也许可以阅读一下

在启动之前，主线程写入相应的缓存线（addr）并将其标记为独占

核心必须先使缓存线处于独占状态，然后才能对其进行修改。实际上，向L1D提交写操作会将其从独占翻转到修改，而不与其他内核通信。（L1D和L2是回写缓存）

但是，是的，如果两个内核都在写入缓存线之前读取缓存线，那么它们都将使缓存线处于共享状态。只有在收到对该行RFO请求的成功回复后，他们才能将该行翻转为独占。有状态转换图和RFO的定义


冲突的RFO请求当然有可能立即生效。到达另一个核心需要很多周期，因此，在收到RFO之前，不同核心上的存储都有足够的时间启动RFO。（这并不是说会阻止核心发送自己的RFO；写入无效的共享行需要RFO才能使其进入独占状态，以便存储可以提交。）

我不能100%确定哪一个请求会在三级缓存中决定。但是

Haswell的L3是包容性的，用作一致性流量的后盾/过滤器。L3不是将所有请求实际广播到所有内核，而是使用包含额外信息的标记来跟踪哪些内核（可能）具有哪一行的副本。L1和L2是每个核心的专用缓存，因此L3是第一个共享级别的缓存

我猜L3会首先处理哪个core的RFO完成的仲裁，因为它已经在跟踪哪些core（可能）需要查看哪些RFO。这大概是在保存相关物理地址的L3片中完成的

，MESI是围绕总线拓扑设计的，而不是一个更复杂的消息路由网络。英特尔的设计具有相同的状态，但实际上不必像通常的CPU体系结构描述所说的那样简单

因此，我们可以肯定地说：通过一些未知的内部机制，CPU决定一个RFO是第一个。当第一个仍在执行往返时到达的后一个可能会被取消（因此内核必须稍后重试），或者它可能会被缓冲

我们知道Intel CPU有一种硬件仲裁机制，用于竞争原子RMW操作，如
lock add[mem]，eax
。想必，仲裁对同一行的多个只写访问的机制是完全相同的，因为唯一的区别是
lock
ed操作在操作期间保持该行，而在操作期间不响应invalidate请求


您可以谈论多个RFO请求在L3使用的“uncore”时钟的同一时钟周期内到达L3的同一片。

这在哈斯韦尔的实践中可能是可行的；（每路32字节宽），因此每个（未加密）时钟周期可以有两条消息到达三级缓存的任何给定片。此外，L3的每个片都连接到一个核心，因此来自该核心的请求也可以同时到达

在这种情况下，它可能很简单：如果一个片甚至可以在同一个周期内接收到多条发送给它的消息（而不仅仅是通过环），那么它可能是硬连接的，因此该片的三个源中的一个总是赢。
在总线上（MESI开发的拓扑结构），没有“同时”所有的访问都是串行的，如果两个核心想同时访问总线，一个称为总线仲裁器的组件会让两个核心中的一个有权首先访问。请注意，Haswell是一个不好的例子，因为据我所知，它没有总线拓扑，使用MESIF而不是MESI。@fuz谢谢你的回答。我可以问你是否有一个工具来跟踪一致性流量吗？我们可以使用.use.perf来实现吗？如果是这样的话，我应该获得哪种类型的事件计数器？我认为您可以查看各种RFO计数器以了解情况。根据cpu型号的不同，I/S/E状态计数器中也可能有二级缓存线。没有要写入缓存线的总线事务，但有cer