当代的信息文明是建立在沙子之上的文明。人们从沙子中提纯出高纯度硅，再把它加工成晶圆，无数复杂的电路设计被刻蚀到指甲盖大小的cpu上。cpu的架构是复杂的，但是我们不打算从复杂的硬件开始分析多核架构，而是通过一种合理的抽象去理解这个复杂的cpu世界。这个合理的抽象就是TSO模型[1]。TSO模型可以适用于所有最新的X86架构cpu。
TSO模型的抽象机架构如下图所示：
其中，Global Lock用于保证线程写入共享内存的互斥。每一个线程到共享内存之间都有一个Write Buffer。同时TSO抽象机提供了MFENCE指令，还有LOCK指令。TSO抽象机的行为如下：
- Global Lock某个时间只能被一个线程持有，被持有时，其他线程不能发起读取请求，也不能将Write Buffer中的数据写入共享内存。
- Write Buffer中数据是FIFO的，线程读取数据时，优先读取先前写入Write Buffer的数据，如果不存在，则读取共享内存中的数据。
- MFENCE的作用是将Write Buffer中缓冲的数据写入共享内存。
- LOCK指令的执行流程是，线程首先获取Global Lock，接着执行指令，然后将Write Buffer中缓冲的数据写入共享内存，最后释放Global Lock。
- 线程在没有MFENCE/LOCK指令驱使的情况下，将Write Buffer中的数据写入共享内存的时机不受控。
现在我们将TSO架构和x86架构中的组件对应起来：
| TSO世界 | X86世界 |
|---|---|
| 线程 | 虚拟核心 |
| MFENCE指令 | mfence和sfence |
| LOCK指令 | 原子指令-lock前缀指令，原子交换指令XCHG |
| Shared Memory | L1/L2/L3 Cache, MEMORY |
这样，后续x86指令的行为，都可以用TSO模型去思考和分析。这个分析工具很重要，后面一些基础组件（比如锁）实现的正确性都会基于TSO模型去分析。
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