[系统运维]【Linux 内核 内存管理】优化内存屏障 ① ( barrier 优化屏障 | 编译器优化 | CPU 执行优化 | 优化屏障源码 barrier 宏 )

一、优化屏障 ( 编译器优化 | CPU 执行优化 )

" 代码 “ 编译成 ” 可执行文件 “ , 执行该 可执行文件 时 , 二进制指令 的 ” 执行顺序 " , 与 源码 的指令顺序 并不是完全一致的 , 为了提高 " 可执行文件 " 的执行性能 , 会对程序中的 " 指令 " 进行优化 ;

" 指令 " 优化主要分 $2$ 种 :

• ① 编译器优化 : 为了 提高程序执行性能 , 编译器会在 不影响 程序逻辑的前提下 , 对程序指令进行优化 , 主要操作是 调整程序指令的执行顺序 ;
• ② CPU 执行优化 : 该优化是为了 提高 " 流水线 " 性能 , 但是 CPU 执行优化会导致 指令乱序执行 , 后面的指令先于前面的指令执行 , 导致 寄存器中的值冲突 ;

" 优化屏障 " 的作用是 避免优化操作 对指令顺序 进行重排 , 保障 代码编译时 , 在 " 优化屏障 之前 “ 的指令 , 不会在 ” 优化屏障 之后 " 执行 ;

二、优化屏障源码

在 Linux 中 , " 优化屏障 " 是通过 barrier() 宏定义 实现的 ,

gcc 编译器 的 " 优化屏障 " 定义在 linux-5.6.18\include\linux\compiler-gcc.h 源码中 ;

/* Optimization barrier */

/* The "volatile" is due to gcc bugs */
#define barrier() __asm__ __volatile__("": : :"memory")

源码路径 : linux-5.6.18\include\linux\compiler-gcc.h#20

不同的编译器 的 " 优化屏障 " barrier() 宏定义 位置不同 , 如

clang 编译器 的 优化屏障 定义在 linux-5.6.18\include\linux\compiler-clang.h 源码中 ,

源码路径 : linux-5.6.18\include\linux\compiler-clang.h#44