c++ - clflush 不刷新指令缓存

Question

考虑以下代码段:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#define ARRAYSIZE(arr) (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))


inline void
clflush(volatile void *p)
{
    asm volatile ("clflush (%0)" :: "r"(p));
}

inline uint64_t
rdtsc()
{
    unsigned long a, d;
    asm volatile ("cpuid; rdtsc" : "=a" (a), "=d" (d) : : "ebx", "ecx");
    return a | ((uint64_t)d << 32);
}

inline int func() { return 5;}

inline void test()
{
    uint64_t start, end;
    char c;
    start = rdtsc();
    func();
    end = rdtsc();
    printf("%ld ticks\n", end - start);
}

void flushFuncCache()
{
    // Assuming function to be not greater than 320 bytes.
    char* fPtr = (char*)func;
    clflush(fPtr);
    clflush(fPtr+64);
    clflush(fPtr+128);
    clflush(fPtr+192);
    clflush(fPtr+256);
}

int main(int ac, char **av)
{
    test();
    printf("Function must be cached by now!\n");
    test();
    flushFuncCache();
    printf("Function flushed from cache.\n");
    test();
    printf("Function must be cached again by now!\n");
    test();

    return 0;
}

在这里，我试图刷新指令缓存以删除“func”的代码，然后期望在下一次调用 func 时产生性能开销，但我的结果与我的预期不符:

858 ticks
Function must be cached by now!
788 ticks
Function flushed from cache.
728 ticks
Function must be cached again by now!
710 ticks

我期待 CLFLUSH也刷新指令缓存，但显然，它没有这样做。有人可以解释这种行为或建议如何实现所需的行为。

Answer 1

您的代码在 func 中几乎什么都不做，您所做的一点点内联到 test 中，并且可能会优化掉，因为您从不使用返回值。

gcc -O3 给我 -

0000000000400620 <test>:
  400620:       53                      push   %rbx
  400621:       0f a2                   cpuid
  400623:       0f 31                   rdtsc
  400625:       48 89 d7                mov    %rdx,%rdi
  400628:       48 89 c6                mov    %rax,%rsi
  40062b:       0f a2                   cpuid
  40062d:       0f 31                   rdtsc
  40062f:       5b                      pop    %rbx
  ...

因此，您正在测量硬件方面非常便宜的两个移动的时间 - 您的测量可能显示了相对昂贵的 cpuid 的延迟..

更糟糕的是，您的 clflush 实际上也会刷新 test，这意味着您在下次访问它时要支付重新获取的罚金，这超出了 >rdtsc 对，所以它没有被测量。另一方面，测量的代码依次跟随，因此获取 test 可能还会获取您测量的刷新代码，因此它实际上可以在您测量时被缓存。