ARM指令之精髓DMB,DSB,ISB指令

4.3.5 汇编语言：指令隔离(barrier)指令和存储器隔离指令

CM3 中的另一股新鲜空气是一系列的隔离指令（亦可以译成“屏障”、“路障”，可互换使用——译者注）。它们在一些结构比较复杂的存储器系统中是需要的（典型地用于流水线和写缓冲——译者注）。在这类系统中，如果没有必要的隔离，会导致系统发生紊乱危象（race condition），（相当于数电中的“竞争与冒险”——译者注）.

举例来说，如果可以在运行时更改存储器的映射关系或者内存保护区的设置，（通过写 MPU 的寄存器），就必须在更改之后立即补上一条 DSB 指令（数据同步指令）。因为对 MPU 的写操作很可能会被放到一个写缓冲中。写缓冲是为了提高存储器的总体访问效率而设的，但它也有副作用，其中之一，就是会导致写内存的指令被延迟几个周期执行，因此对存储器的设置不能即刻生效，这会导致紧临着的下一条指令仍然使用旧的存储器设置——但程序员的本意显然是使用新的存储器设置。这种紊乱危象是后患无穷的，常会破坏未知地址的数据，有时也会产生非法地址访问 fault。紊乱危象还有其它的表现形式，后续章节会一一介绍。CM3 提供隔离指令族，就是要消灭这些紊乱危象（在有些讲解计算机体系体系结构的书中，这类紊乱危象也被称为“存储器相关”——译注）。

CM3 中共有3 条隔离指令，如表4.27 所列

表4.27 隔离指令

指令名	功能描述
DMB	数据存储器隔离。DMB 指令保证：仅当所有在它前面的存储器访问操作都执行完毕后，才提交(commit)在它后面的存储器访问操作。
DSB	数据同步隔离。比 DMB 严格：仅当所有在它前面的存储器访问操作都执行完毕后，才执行在它后面的指令（亦即任何指令都要等待存储器访问操作——译者注）
ISB	指令同步隔离。最严格：它会清洗流水线，以保证所有它前面的指令都执行完毕之后，才执行它后面的指令。

DMB 在双口 RAM 以及多核架构的操作中很有用。如果 RAM 的访问是带缓冲的，并且写完之后

马上读，就必须让它“喘口气”——用 DMB 指令来隔离，以保证缓冲中的数据已经落实到 RAM 中。 DSB 比 DMB 更保险（当然也是有执行代价的），它是宁可错杀也不漏网——清空了写缓冲，使得任何它后面的指令，不管要不要使用先前的存储器访问结果，通通等待访问完成。大虾们可以在有绝对信心时使用 DMB，新手还是使用 DSB 比较保险。
同 DMB/DSB 相比，ISB 指令看起来似乎最强悍，但是却一身都是“愣劲”，不由分说就“动粗”。
不过它还有其它的用场——对于高级底层技巧：“自我更新”(self-mofifying)代码，非常有用。举例来说，如果某个程序从下一条要执行的指令处更新了自己，但是先前的旧指令已经被预取到流水线中去了，此时就必须清洗流水线，把旧版本的指令洗出去，再预取新版本的指令。因此，必须在被更新代码段的前面使用 ISB，以保证旧的代码从流水线中被清洗出去，不再有机会执行（译者觉得这种做法太工于技巧，有点“作秀”，现实编程中应该极少会用到，因此读者不必太钻它）。

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