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+++ /dev/null
@@ -1,80 +0,0 @@
-# 原子操作与内存序 (Atomics & Memory Ordering)
-
-## 1. 目标 (Objective)
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-为 LumeOS 在 RISC-V 弱内存模型 (RVWMO) 环境下提供一套安全、可控的原子操作库。本模块旨在通过封装 C++ `std::atomic` 风格的接口,强制开发者在进行无锁编程时显式考虑内存序 (Memory Ordering),以避免因指令重排导致的、难以复现的并发 Bug。
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-## 2. 前置依赖 (Dependencies)
-
-- **编译器支持:** 依赖 GCC/Clang 的 `__atomic_*` 内建函数。
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-## 3. 核心设计:`lume::atomic<T>`
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-### 3.1 问题背景:弱内存模型 (RVWMO)
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-RISC-V 采用弱内存模型,允许 CPU 和编译器进行激进的指令重排。在无锁数据结构(如 Per-CPU 缓存的无锁链表)中,如果仅使用简单的原子操作而没有指定正确的内存序,可能发生以下灾难:
-
-- **场景:** CPU A 分配一个新节点 `node`,填充其数据 `node->data = val`,然后通过原子交换将其链接到链表头 `head.exchange(node)`。
-- **风险:** CPU B 可能先观测到 `head` 指针的更新,但由于指令重排,`node->data` 的写入尚未对 CPU B 可见,导致 CPU B 读取到未初始化的垃圾数据。
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-`Spinlock` 内部的 `fence` 无法保护这种无锁路径。
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-### 3.2 解决方案:封装 `std::atomic` 风格接口
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-LumeOS 将提供 `lume::atomic<T>` 模板类,禁止直接使用 `__atomic_*` 内建函数。
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-1. **定义 `memory_order` 枚举:**
- ```cpp
- // in include/lume/atomic.h
- namespace lume {
- enum memory_order {
- relaxed = __ATOMIC_RELAXED,
- consume = __ATOMIC_CONSUME,
- acquire = __ATOMIC_ACQUIRE,
- release = __ATOMIC_RELEASE,
- acq_rel = __ATOMIC_ACQ_REL,
- seq_cst = __ATOMIC_SEQ_CST
- };
- }
- ```
-
-2. **创建 `lume::atomic<T>` 模板类:**
- ```cpp
- // in include/lume/atomic.h
- namespace lume {
- template <typename T>
- struct atomic {
- T value;
-
- T load(memory_order order = seq_cst) const {
- return __atomic_load_n(&value, order);
- }
-
- void store(T desired, memory_order order = seq_cst) {
- __atomic_store_n(&value, desired, order);
- }
-
- T fetch_add(T arg, memory_order order = seq_cst) {
- return __atomic_fetch_add(&value, arg, order);
- }
- // ... 其他 fetch_*, exchange, compare_exchange_strong 等方法
- };
- }
- ```
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-3. **强制使用规范:**
- 在 `00_conventions.md` 中明确规定:所有在多核间无锁共享的数据(如 `Frame::refcount`,PCP 链表头指针),其类型**必须**是 `lume::atomic<T>`,严禁使用原生类型或 `volatile`。
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- **示例 (PMM):**
- ```cpp
- // in mm/frame.h
- #include <lume/atomic.h>
- struct Frame {
- lume::atomic<uint32_t> refcount;
- // ...
- };
- ```
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-## 4. 公共 API
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-`lume::atomic<T>` 的 API 设计将严格对齐 C++ 标准库的 `std::atomic<T>`,降低学习成本。 \ No newline at end of file