1.NVIDIA PTX ISA 学习笔记：Memory Consistency Model
2.[虚拟化]QEMU虚拟机学习笔记
3.Linux内核：中断分析-中断向量表 详解
4.一文详解RISC-V指令集

NVIDIA PTX ISA 学习笔记：Memory Consistency Model

       探索NVIDIA PTX内存连贯性模型，统源它在PTX 7.7/8.0及更高版本中发挥核心作用，统源确保多线程环境下的统源内存操作一致性。这个模型通过一组公理约束内存操作，统源针对sm_及以后架构的统源程序设计，但不适用于纹理或表面访问。统源平邑地区溯源码关键概念包括原子性、统源内存操作的统源字节、地址、统源位置以及向量数据类型，统源以及它们在内存一致性中的统源角色。

       8.1.1节揭示了一个重要的统源细节，即系统范围的统源原子性可能受到主机CPU通信的限制，深入理解请参阅CUDA指南。统源8.2节详述了内存指令操作的统源精细细节，包括内存操作的原子性，如对位向量数据类型.fx2的处理，其被视为独立的.f操作，元素顺序未做预设。

       内存初始化遵循明确规则：每个字节在启动线程前默认从W0写入，变量有初始值时，使用该值；否则，视为未知常数。内存操作受状态空间和范围的独立影响，同时，强操作（strong operations）和代理栅栏同步是wap源码运行内存一致性管理的关键手段。

       内存操作的范围定义了与之交互的线程集合，最小单位是计算单元（CTA）。代理（proxy）机制区分了不同的内存访问方式，需要通过代理栅栏进行同步来确保一致性。Morally strong操作构成了内存一致性模型的基础，它们确保了内存访问的有序性。

       数据冲突和竞争源于重叠的内存操作，区分统一大小（完全重叠）和混合大小（部分重叠）的竞争类型。混合大小竞争对PTX程序的内存连贯性产生影响，但对只有统一大小竞争的程序行为保持一致。

       原子操作的重叠属性，如A1的RMW先于A2，其顺序在内存一致性模型中至关重要。释放和获取模式影响其他线程，如内存操作和同步操作的顺序，分别影响程序前后的执行顺序。

       内存操作的顺序规则复杂而细致，每个线程的操作序列遵循程序源码指令，而跨线程同步遵循因果性和通信顺序。公理确保写入顺序在一致性顺序中保持，如Fence-SC操作间的顺序约束。

       通过API如CUDA流、事件和内核启动，CUDA API提供了内存同步和任务控制。这些同步机制确保了内存操作的zigzag公式源码可见性和任务完成的准确性。

       总结来说，NVIDIA PTX内存连贯性模型通过严格的公理和顺序规则，为多核环境下的内存操作保驾护航，确保了代码的正确执行和预期行为。从因果性顺序到代理保留的顺序，从Load Buffering到Store Buffering，每一个细节都在维护着内存操作的秩序，避免数据竞争和矛盾冲突。深入理解这些原则，是编写高效、一致的并行程序的关键。

[虚拟化]QEMU虚拟机学习笔记

       QEMU官网： QEMU

       docs: Welcome to QEMU’s documentation!

       虚拟机：

       1)进程：时分CPU，空分内存。

       2)模拟器: 可以通过解释或者二进制翻译来实现。典型的模拟器有QEMU的用户态程序模拟，Bochs模拟器。

       3)高级语言虚拟机：虚拟ISA也叫字节码，高级语言->字节码->物理ISA,典型的有JVM虚拟机，python虚拟机。

       2：进程、模拟器、高级语言虚拟机提供的都是指令的执行环境，而系统虚拟化提供的是一个完整的系统环境。

       3：通过系统虚拟化技术，能够在单个的.exe转化源码宿主机硬件平台上运行多个虚拟机，每个虚拟机都有着完整的虚拟机硬件，如虚拟的CPU，内存，虚拟的外设等，并且虚拟机之间能够实现完整的隔离。

       在系统虚拟化中，管理全局物理资源的软件叫做虚拟机监控器（VMM），VMM之于虚拟机就如同操作系统之于进程，VMM利用时分复用或者空分复用将硬件资源在各个虚拟机之间进行分配。

       4：VMware在年的成立标志置虚拟化的全面复兴，随后年剑桥大学开发了Xen。

       5：年，以色列的初创公司Qumranet利用Intel的硬件虚拟化技术在linux内核上开发了KVM。KVM架构精简，与Linux内核天然融合，得以很快进入内核。后来RedHat收购了Qumranet，全力投入到KVM的建设中。

       6：常见的虚拟化方案：

       VMware Workstation:VMware最早的产品，至今仍有大量用户在使用。

       VirtualBox:最早由一个德国公司开发，后来被甲骨文收购。

       HyperV:微软提出的虚拟化解决方案，用于构建自己的云计算平台。

       Xen:早期的表白源码最新开源虚拟化方案，出现在各种硬件虚拟化技术之前。

       7：QEMU最开始是由法国程序员Fabrice Bellard开发的一个模拟器。QEMU能够完成用户程序模拟和系统虚拟化模拟。

       1)用户程序模拟指的是QEMU能够将为一个平台编译的二进制文件运行在另一个不同的平台，如一个ARM指令集的二进制程序，通过QEMU的TCG(Tiny Code Generator)引擎的处理之后，ARM指令被转换成TCG中间代码，然后再转换成目的平台的代码。

       2)系统虚拟化模拟指的是QEMU能够模拟一个完整的系统虚拟机，该虚拟机有自己的虚拟CPU,芯片组，虚拟内存和各种虚拟外设，能够为虚拟机中运行的操作系统和应用系统呈现出与物理计算机完全一致的硬件视图。

       8: Intel和AMD再年左右开始在CPU层面提供对系统虚拟化的支持，叫做硬件虚拟化，Intel在x指令集的基础上增加了一套VMX扩展指令VG-x,为CPU增加了新的运行模式。

       9：最开始KVM只负责最核心的CPU虚拟化和内存虚拟化部分，使用QEMU作为其用户态组件，负责完成大量外设的模拟，当时的方案被称为QEMU-KVM。

       ：KVM的具体设计与实现可以参考Avi Kivity等人在发表的论文 KVM: The Linux Virtual Machine Monitor. kernel.org/doc/ols/...

       ：QEMU与KVM整体架构图

       ref：

       QEMU/KVM 源码解析与应用 - 李强

Linux内核：中断分析-中断向量表 详解

       在深入理解Linux内核的篇章中，探讨了x体系中的中断概念，包括同步与异步中断，以异常和中断形式呈现。每个中断与异常都由0至间的无符号整数，即向量标识。在Intel文档中，这些向量是核心逻辑体现，其中异常和非屏蔽中断的向量固定，而可屏蔽中断的向量可通过中断控制器编程调整。

       具体到x体系的中断向量表，所有中断与异常占用0至中的一个中断向量。异常与非屏蔽中断用固定向量表示，占用了0至这个向量。3.0内核中，通过调用一系列函数如set_intr_gate()、set_system_intr_gate()、set_task_gate()，将这个向量设置为可用状态。这一过程在trap_init()函数中完成，设置idt_table表，为各个门赋值，确保了这些向量在3.4.版本内核源码中traps.c文件的全局变量idt_table初始化。

       系统调用占用号向量，外部中断（可屏蔽中断）则使用至范围内的向量（排除号系统调用）。这涉及设备的IRQ号分配，IBM兼容机体系结构下，某些设备必须被静态分配IRQ线。如《深入理解Linux内核》一书所介绍，设备中断向量号也在此时分配。

       中断初始化过程通常从start_kernel()函数开始，包含硬件平台相关设置和中断处理的前期准备工作。setup_arch()函数进行平台相关设置，其中与中断相关的主要包含两步操作。trap_init()函数对系统保留的中断向量进行初始化，即设置中断向量表的前个陷阱门。同时，系统调用向量也在此时初始化。而early_irq_init()函数进行IRQ子系统的前期初始化，包含通用逻辑层处理和硬件平台相关初始化。其中，x体系中的arch_early_irq_init()主要处理和IOAPC的差异，针对前个固定IRQ的处理会有所不同。

       init_IRQ()函数用于对外设中断进行初始化，该过程可以总结为五个步骤。第一步调用init_ISA_irqs()对前个legacy_irqs进行初始化，涉及与legacy_pic控制相关的操作。第二步则是通过setup_irq()函数处理两个特定IRQ，具体操作取决于系统需求和硬件特性。

       通过以上分析，我们能够理解x体系在中断管理方面的设计和实现细节，以及Linux内核如何在中断处理中发挥作用，实现系统响应和硬件交互的高效管理。

一文详解RISC-V指令集

       揭秘RISC-V指令集的奥秘

       指令集是CPU的灵魂，它是硬件与软件交互的关键桥梁，决定了计算机的运算方式和效率。RISC-V指令集，作为精简指令集的代表，它的设计原则和特性使其在现代计算架构中独树一帜。让我们深入剖析其核心理念和实际应用。

       指令集：基石与分类

       指令集，就像CPU的语言，包括一系列精心设计的指令，如CISC（复杂指令集）和RISC（精简指令集）。RISC-V指令集以简单、模块化著称，可根据需求灵活扩展，从RVG到RVG，仅通过调整寄存器宽度和寻址方式即可满足基本运行需求。

       指令集架构：定制的接口

       指令集架构（ISA）是定制化的核心，它根据应用需求的不同而变化。设计一个RISC-V指令体系，就是要定义出一套能满足特定应用的指令结构和操作模式。

       RISC-V的特色

       RISC-V指令集的特点鲜明：开放源码、指令简洁、模块化设计。其RVG和RVG指令集，尽管有寄存器位宽的差异，但都包含基础的整数运算、分支转移、加载存储、控制状态操作和系统调用等功能，便于扩展和定制。

       模块化与灵活性

       通过灵活的模块化设计，开发者可以根据应用需求选择基础指令集，并添加扩展指令，打造出符合特定场景的CPU架构。对于初学者来说，理解RVI基础指令集是关键，它是编译器和汇编语言设计的基础框架。

       指令详解

       RVI指令集以清晰的结构示例，如bge/blt等分支指令，展示了其直观的操作方式。指令格式规定了操作码、立即数、功能字段及寄存器操作，共分六种，让指令执行效率更高。

       寄存器系统

       个通用寄存器，其中x0作为0值寄存器，为程序员提供便利。像addi x0,x0,0这样的指令，实际上就是空指令，体现了RISC-V的简洁性。

       深入解读RVI指令

       算术与逻辑指令：基础的加减、比较、逻辑和移位操作，以寄存器和立即数两种形式存在，其中减法指令是必要的。

       Load与Store指令：内存访问仅限于LOAD和STORE，通过简单寻址模式提高效率，避免了复杂的内存访问带来的流水线冲突。

       分支跳转指令

       条件分支：beq、bne等指令根据寄存器值执行条件跳转，灵活控制程序流程。

       无条件跳转：JAL和JALR指令支持直接和间接跳转，实现函数调用，简化编程逻辑。

       控制与状态寄存器

       RISC-V定义了独立的控制和状态寄存器（CSR），这些寄存器提供了访问程序性能计数器的能力，如执行时间、指令数量等，对优化和调试至关重要。

       通过本文的深度解析，RISC-V指令集的精髓已经清晰呈现。无论是从架构设计到实际操作，RISC-V都以其独特的优势，为现代计算世界注入了新的活力。