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@@ -1099,5 +1099,189 @@ Diagrama de transición de MESI basado en fisgoneo. \end_layout +\begin_layout Section +Modelos de consistencia de memoria +\end_layout + +\begin_layout Standard +El compilador y los núcleos del procesador pueden cambiar el orden de cargas + y almacenamientos, por lo que en principio un hilo no puede depender del + orden en que otro carga y almacena los valores. + Como hace falta un orden para la sincronización, necesitamos un +\series bold +modelo de memoria +\series default +, una especificación de las restricciones en el orden en que las operaciones + de memoria de un hilo se hacen visibles al resto. + Todos los modelos son coherentes, pero la +\series bold +consistencia +\series default +, la generalización de la coherencia a posiciones de memoria distintas, + es rara. + Algunos modelos: +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Consistencia estricta +\series default +: La escritura a una variable por un procesador es vista instantáneamente + por el resto. + Este modelo es determinista y asume un reloj global en el procesador, y + aunque es fácil de conseguir en procesadores mononúcleo cuando no hacen + E/S, enlentece mucho los sistemas distribuidos. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Consistencia secuencial +\series default +: Las escrituras no tienen que hacerse visibles instantáneamente, pero son + +\series bold +atómicas +\series default +, vistas en el mismo orden por todos los hilos, y en particular las de un + mismo hilo se ven en el orden del programa. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Standard +Esto requiere esperar a que las escrituras terminen de propagarse antes + de emitir otra operación de memoria, rompiendo optimizaciones como los + +\emph on +\lang english +buffers +\emph default +\lang spanish + de escritura y el adelantamiento y dificultando mecanismos como la segmentación +, lo que se puede aliviar con especulación pero añadiendo mucha complejidad. + Además, muchas optimizaciones de compiladores se basan en reordenar el + código fuente y en particular los accesos a memoria, o en usar registros. + Por eso x86, ARM, MIPS, PowerPC y RISC-V no lo implementan. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +En la práctica se usan modelos de consistencia relajados: +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Consistencia del procesador +\series default + o +\series bold +\emph on +\lang english +Processor Consistency +\series default +\emph default +\lang spanish +: Cada hilo ve las escrituras de un mismo procesador en orden. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Consistencia débil +\series default +: Los accesos a memoria pueden marcarse como de sincronización. + Estos accesos tienen consistencia secuencial entre sí y todos los hilos + ven el mismo conjunto de operaciones de memoria entre accesos de sincronización. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Consistencia de liberación +\series default +: Los accesos a memoria pueden marcarse como de +\series bold +adquisición +\series default + ( +\emph on +\lang english +acquire +\emph default +\lang spanish +) o de +\series bold +liberación +\series default + ( +\emph on +\lang english +release +\emph default +\lang spanish +). + Los accesos de adquisición y liberación tienen consistencia del procesador + entre sí, todos los accesos esperan a que los anteriores de adquisición + hayan terminado y los de liberación esperan a que todos los anteriores + hayan terminado. + Normalmente las secciones críticas empiezan con una +\emph on +\lang english +acquire +\emph default +\lang spanish + y terminan con una +\emph on +\lang english +release +\emph default +\lang spanish +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Standard +Este es el modelo usado por C, C++ y Java, +\begin_inset Foot +status open + +\begin_layout Plain Layout +C, C++ y Rust usan el mismo modelo, que también incluye consistencia débil, + aunque esta se puede implementar a través de consistencia de liberación. +\end_layout + +\end_inset + + y ARMv8 y RISC-V tienen modelos similares. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +Los accesos a memoria marcados especialmente se suelen traducir en ensamblador + como +\emph on +\lang english +memory fences +\emph default +\lang spanish +. + Programar con modelos relajados es más difícil, y se aconseja evitar las + +\series bold +condiciones de carrera +\series default +, en que dos hilos acceden a la misma memoria sin ordenación y al menos + uno escribe en ella, y usar las primitivas de sincronización del lenguaje + de programación, que en general incluyen las +\emph on +\lang english +fences +\emph default +\lang spanish + necesarias. +\end_layout + \end_body \end_document |