x86架构的原子指令对DMA读操作是否同样具备原子性？

x86(x64)架构下，CPU执行带lock前缀的原子指令时，对同地址的DMA读操作同样能保证原子效应，你的判断是正确的。 #

• x86的lock前缀原子指令的原子性是面向所有总线访问发起者设计的，并不只局限于CPU核心，DMA控制器属于总线发起者之一，自然被覆盖在原子性保障范围内。
• 早期x86处理器实现lock前缀依赖总线锁：执行lock前缀指令时会直接拉低总线锁电平，阻塞所有其他总线请求（包括DMA的内存读写请求），直到原子指令执行完成才释放总线锁，这段时间DMA不可能访问到目标内存区域，自然不会读到半更新的数据。
• 现代x86处理器优先使用缓存锁优化：如果原子操作的目标内存对齐到缓存行、且已经加载到CPU缓存中，CPU会通过MESI缓存一致性协议独占该缓存行，不会锁整个总线。目前主流x86平台的PCIe设备DMA默认接入缓存一致性域，DMA读请求会先触发缓存嗅探（snoop）：如果目标缓存行被CPU锁定处于修改状态，DMA请求会被阻塞，直到CPU完成原子操作、同步缓存行状态后才会响应DMA请求，保证DMA读到的要么是完整的旧值，要么是完整的新值。
• 就算目标内存被标记为非缓存（UC）、写合并（WC）等不参与缓存一致性的类型，x86处理器也会自动将lock前缀指令的实现回退到总线锁机制，依然保证对DMA操作的原子性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者IcicleF