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CPU缓存一致性协议调试与死锁排查课程

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 适用人群 · 课程结构
课程导入学习目标
02
CPU缓存基础
Cache层次结构 · Cache Line · 写回与写直达
CPU缓存基础
03
缓存一致性协议概述
MESI · MOESI · MSI
缓存一致性协议概…MESI
04
MESI协议深入
Modified · Exclusive · Shared
MESI协议深入
05
MOESI与扩展协议
Owner状态的作用 · AMD与ARM实现差异 · 协议对性能的影响
MOESI扩展协议
06
缓存一致性协议实现机制
总线仲裁 · 目录协议 · 分布式目录
缓存一致性协议实…总线仲裁
07
内存模型与一致性
顺序一致性 · TSO · 弱内存模型
内存模型一致性
08
死锁基础
死锁定义 · 必要条件（互斥 · 持有并等待
死锁基础死锁定义
09
缓存一致性死锁场景
协议状态机中的死锁 · 总线锁死 · 目录死锁
缓存一致性死锁场…协议状态机
10
调试工具与环境搭建
Linux perf · Intel VTune · AMD uProf
调试工具环境搭建
11
硬件调试方法
JTAG · ICE · 硬件断点
硬件调试方法JTAG
12
软件调试方法
内核模块 · 驱动调试 · 用户态程序插桩
软件调试方法内核模块
13
死锁检测技术
静态分析 · 动态检测 · 锁顺序检查
死锁检测技术静态分析
14
缓存一致性协议模拟器
使用Gem5 · QEMU等模拟器搭建实验环境 · 模拟MESI协议并观察状态转换
缓存一致性协议模…Gem5
15
案例实战
多线程共享变量导致的缓存一致性性能问… · 使用perf定位伪共享并优化
案例实战多线程共享变量导…
16
案例实战
MESI协议状态机死锁模拟 · 通过修改协议参数或注入延迟复现死锁并…
案例实战MESI
17
案例实战
目录协议死锁排查 · 模拟目录节点故障或消息丢失 · 使用日志分析死锁原因
案例实战目录协议死锁排查
18
案例实战
x86平台TSO内存模型下的死锁 · 使用内存屏障修复顺序问题 · 验证修复效果
案例实战x86
19
案例实战
ARM弱内存模型下的缓存一致性死锁 · 使用DMB/DSB指令修复 · 对比x86差异
案例实战ARM
20
常见问题
伪共享（False Sharing）… · 使用对齐 · 填充
常见问题False
21
常见问题
缓存一致性协议与锁的交互 · 自旋锁 · 读写锁在缓存一致性下的性能陷阱
常见问题缓存一致性协议
22
常见问题
NUMA架构下的缓存一致性 · 远程访问延迟 · 目录开销
常见问题NUMA
23
常见问题
虚拟化环境中的缓存一致性 · VM迁移 · TLB shootdown
常见问题虚拟化环境
24
常见问题
死锁与活锁的区别 · 饥饿 · 优先级反转
常见问题死锁
25
调试方法论
系统化排查流程 · 从现象到根因 · 日志分析
调试方法论系统化排查流程
26
性能分析进阶
使用性能计数器分析缓存缺失率 · 总线流量 · 一致性消息数
性能分析进阶使用性能计数器分…
27
死锁预防与设计
协议设计中的死锁避免 · 锁顺序规范 · 超时重试
死锁预防设计
28
综合实战
设计一个多核缓存一致性死锁复现程序 · 编写调试脚本 · 输出分析报告
综合实战设计一个多核缓存…
29
综合提升
结合Linux内核中的RCU · seqlock等机制 · 分析其与缓存一致性的交互及死锁风险
综合提升Linux
30
课程总结与展望
核心知识点回顾 · 常见误区 · 学习路径建议
课程总结核心知识点回顾