c - 性能缓存事件是什么意思？

Question

我试图弄清楚为什么修改后的 C 程序比未修改的对应部分运行得更快(我添加了很少的代码行来执行一些额外的工作)。在这种情况下，我怀疑“缓存效果”是主要的解释(指令缓存)。因此，我找到了 perf (https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page) 分析工具，但不幸的是，我无法理解其关于缓存未命中的输出的含义。

提供了几个关于缓存的事件:

  cache-references                                   [Hardware event]
  cache-misses                                       [Hardware event]
  L1-dcache-loads                                    [Hardware cache event]
  L1-dcache-load-misses                              [Hardware cache event]
  L1-dcache-stores                                   [Hardware cache event]
  L1-dcache-store-misses                             [Hardware cache event]
  L1-dcache-prefetches                               [Hardware cache event]
  L1-dcache-prefetch-misses                          [Hardware cache event]
  L1-icache-loads                                    [Hardware cache event]
  L1-icache-load-misses                              [Hardware cache event]
  L1-icache-prefetches                               [Hardware cache event]
  L1-icache-prefetch-misses                          [Hardware cache event]
  LLC-loads                                          [Hardware cache event]
  LLC-load-misses                                    [Hardware cache event]
  LLC-stores                                         [Hardware cache event]
  LLC-store-misses                                   [Hardware cache event]
  LLC-prefetches                                     [Hardware cache event]
  LLC-prefetch-misses                                [Hardware cache event]
  dTLB-loads                                         [Hardware cache event]
  dTLB-load-misses                                   [Hardware cache event]
  dTLB-stores                                        [Hardware cache event]
  dTLB-store-misses                                  [Hardware cache event]
  dTLB-prefetches                                    [Hardware cache event]
  dTLB-prefetch-misses                               [Hardware cache event]
  iTLB-loads                                         [Hardware cache event]
  iTLB-load-misses                                   [Hardware cache event]
  branch-loads                                       [Hardware cache event]
  branch-load-misses                                 [Hardware cache event]
  node-loads                                         [Hardware cache event]
  node-load-misses                                   [Hardware cache event]
  node-stores                                        [Hardware cache event]
  node-store-misses                                  [Hardware cache event]
  node-prefetches                                    [Hardware cache event]
  node-prefetch-misses                               [Hardware cache event]

我在哪里可以找到关于这些字段的解释？缓存未命中事件总是小于其他事件。这个事件衡量什么？

如何解释 ls 的 26,760 次 L1-icache-load-misses 与以下示例中的 5,708 次缓存未命中？

perf stat -e L1-icache-load-misses ls
caches  caches~  out

 Performance counter stats for 'ls':

            26,760 L1-icache-load-misses                                       

       0.002816690 seconds time elapsed



perf stat -e cache-misses ls
caches  caches~  out

 Performance counter stats for 'ls':

             5,708 cache-misses                                                

       0.002822122 seconds time elapsed

Answer 1

一些答案​​:

• L1 是 Level-1 缓存，最小也是最快的。 LLC 另一方面指的是 cache hierarchy 的最后一层，因此表示最大但最慢的缓存。
• i 与 d 区分指令缓存和数据缓存。只有L1是这样拆分的，其他缓存都是数据和指令共享的。
• TLB 指的是 translation lookaside buffer ，将虚拟地址映射到物理地址时使用的缓存。
• 不同的 TLB 计数器取决于命名地址是引用指令还是某些数据。
• 对于所有数据访问，根据给定的内存位置是读取、写入还是预取(即检索以供稍后读取)保留不同的计数器。
• 未命中数表示给定数据项被访问但不存在于缓存中的频率。