内存屏障

问题产生原因：

　　cpu0执行写操作，若CPU本地cache没有此变量，须发一个invalidate到总线，其他CPU收到invalidate消息后将此变量从自己的本地cache中清除，并且发送ack给CPU0，CPU0收到其他CPU发送的ack后将变量值写入到本地cache，但是CPU0在等待其他CPU回复ack时是出于停滞状态，大部分时间都是在等待消息，为了解决此问题引入CPU本地stroed buff。

　　stroed buff引入使的CPU0无需等待其他CPU的答复先把值写入本地stroed buff，等其他CPU回复ack后再把变量值写入本地cache；收到读请求后先放入本地无效化队列，在写入cpu cache

　　这两个问题导致了数据可见性：1、数据写入时，先到store buff，而没有到cpu 本地cache，更到不了内存，大量数据写入时候本地store buff数据乱序，并且其他cpu看不见此数据，因为此时在本地store buff中还没后到cache，EMSI协议无效；2、读数据时如果收到read invalid消息放入本地无效化队列，此时再读取数据是属于脏数据，其他cpu修改的数据导致本地不可见

　　引入stroed buff后，变量读写情况为：

a = 0 , b = 0;
a = 1;
b = a + 1;
assert(b == 2);

　　a在CPU1的本地cache中，b在CPU0的本地cache中

1. CPU0写变量a，但是CPU0本地cache中没有此变量，发送read invalidate到总线上，让CPU1清除本地cache中a的值
2. CPU0把a的值写入本地stroed buff
3. CPU1收到read invalidate消息后清除本地cache中a的值并回应CPU0 ack消息
4. CPU0执行b=a+1；
5. CPU0收到CPU1回复的消息中a为0，从本地cache中读取a == 0
6. CPU0执行a+1，写入b，由于b被CPU0独占直接写入本地cache，此时b的值为1
7. b == 2 报错

　　造成这个问题原因是由于CPU对内存进行操作的时候顺序和程序代码执行指令顺序不一致造成的；另一个原因是由于同一个CPU中stroed buff和本地数据不一致造成的；解决本地CPU数据顺序不一致可以由stroed forwarding处理，当CPU进行读操作时从stroed buff和本地cache中读取数据，若stroed buff中有数据则使用stroed buff的。

内存操作顺序

a = 0 , b = 0;
void fun1() {   
  a = 1;   
  b = 1;
}

void fun2() {  
  while (b == 0) continue;  
  assert(a == 1);
}

　　CPU 0 执行 fun1() , CPU 1 执行 fun2() , a 变量在 CPU 1 cache 中 ， b 变量在 CPU 0 cache 中

1. CPU0执行a=1，由于不在本地cache中，把a=1放入stroed buff中，发送read invalidate到总线上
2. CPU1执行while循环，由于b不在CPU1本地cache中，发送read message到总线上，从其他CPU或memory中获取b的值
3. CPU0执行b=1，由于b在本地cache（cacheline处于modified状态或者exclusive状态）中，直接写入cache中
4. CPU0收到cpu1发送的read message后，把最新值1送给CPU1，同时将b cacheline的状态设定为shared
5. CPU1收到CPU0的read response后，把b=1写入本地cache，修改状态为shared
6. 由于b值等于1了，因此CPU 1跳出while (b == 0)的循环，继续执行
7. CPU 1执行assert(a == 1)，这时候CPU 1的local cache中还是旧的a值，因此assert(a == 1)失败
8. CPU1收到CPU0的read invalidate后，以变量a的值进行回应，清空本地cache中a的值
9. CPU0收到CPU1的read response、ack后，将stroed buff中a的值写入本地cache

　　由于CPU0对a的值写入还没有完成，CPU1开始对a的值进行读取；因为CPU并不知道哪些变量有相关性，这些变量是如何相关的。