编译乱序和执行乱序

参考网友帖子：Linux设备驱动中的并发控制之二（编译乱序和执行乱序）_linux 代码顺序执行,不优化-CSDN博客

使用barrier()实现：

#define barrier()     __asm__ __volatile__("": : :"memory")

 在 Linux 内核代码中，barrier() 是一个非常重要的宏，用于实现内存屏障（memory barrier）。它主要用于确保编译器和处理器在执行代码时遵循特定的顺序，从而保证内存操作的正确性。

1. 内存屏障的目的

• 防止编译器优化：编译器可能会对代码进行优化，改变指令的顺序。使用 barrier() 可以告诉编译器不要重排某些指令。

• 防止 CPU 重排：现代 CPU 可能在执行指令时重排它们以提高性能。内存屏障可以防止这种重排，确保指令按预期顺序执行。

2. barrier() 的用法

在 Linux 内核中，barrier() 宏通常用于以下场景：

• 同步操作：在多线程或多处理器环境中，确保对共享数据的访问顺序。
• 内存访问：在写入和读取共享内存时，确保操作的顺序不会被优化或重排。

3. 示例

以下是一个简单的示例，展示如何使用 barrier()：

void example_function(void) {
    int a = 0;
    int b = 1;

    // 先写 a，然后写 b
    a = 1;
    barrier(); // 确保 a 的写入在 b 的写入之前
    b = 2;
}

在这个例子中，barrier() 确保了在 b = 2; 之前，a = 1; 的写入完成。

4. 与其他屏障的区别

在 Linux 内核中，还有其他类型的内存屏障宏，例如：

• rmb()：读内存屏障，确保在该屏障之前的读操作在其后面的读操作之前完成。
• wmb()：写内存屏障，确保在该屏障之前的写操作在其后面的写操作之前完成。
• mb()：全内存屏障，确保在该屏障之前的所有读写操作在其后面的所有读写操作之前完成。

5. 总结

barrier() 是 Linux 内核中用于控制内存操作顺序的关键工具，确保在多处理器和多线程环境中数据的一致性和正确性。如果您有更多关于内存屏障或相关主题的问题，请随时询问！