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只是为了学习这个,我试图掌握如何使用HLE prefixes XACQUIRE
和 XRELEASE
.阅读英特尔文档后,我的理解是在使用 XACQUIRE
执行指令后前缀 CPU 进入某种写锁,直到带有 XRELEASE
的指令字首。所以我写了下面的测试代码,看看我是否正确。嗯,还有一些我不明白的地方,因为我的代码示例失败了。
那么有人可以告诉我这些 HLE 前缀遗漏了什么吗?
两次失败:
xtest
指令报告未启用 HLE,并且 .code
testCPUID PROC
push rbx
; CPUID.07h.EBX.HLE[bit 4]==1
mov eax, 7h
xor ecx, ecx
cpuid
and rbx, 1 shl 4
mov rax, rbx
pop rbx
ret
testCPUID ENDP
testHLEWrite PROC
; RCX = pointer to TST91 struct:
; void* pPtrToNextWrite;
; int nNextValue;
; void* pCutoffPtr;
; void* pBeginPtr;
xor edx, edx
xacquire xchg [rcx], rdx ; I'm assuming that this will work as a mutex ...
xtest ; Sanity check to see if HLE got enabled?
jnz lbl_00 ; If HLE is on => ZF=0
int 3 ; we get here if HLE did not get enabled
lbl_00:
; Do some nonsensical stuff
; The idea is to write sequential values into a shared array
; to see if the lock above holds
; Format:
; > --16 sequential bytes-- <
mov r8d, dword ptr [rcx + 8]
mov byte ptr [rdx], '>'
inc rdx
; Write 16 sequential bytes
mov rax, 10h
lbl_01:
mov byte ptr [rdx], r8b
inc r8
inc rdx
dec rax
jnz lbl_01
mov byte ptr [rdx], '<'
inc rdx
cmp rdx, [rcx + 10h] ; check if reached the end of buffer
jb lbl_02
mov rdx, [rcx + 18h] ; reset ptr to the beginning of buffer
lbl_02:
mov dword ptr [rcx + 8], r8d
xrelease mov [rcx], rdx ; this will release the mutex
ret
testHLEWrite ENDP
testHLEForCorrectness PROC
; RCX = pointer to TST91 struct:
; void* pPtrToNextWrite;
; int nNextValue;
; void* pCutoffPtr;
; void* pBeginPtr;
xor edx, edx
xacquire xchg [rcx], rdx ; I'm assuming that this will work as a mutex ...
xtest ; Sanity check to see if HLE got enabled?
jnz lbl_00 ; If HLE is on => ZF=0
int 3 ; we get here if HLE did not get enabled
lbl_00:
mov r9, [rcx + 18h]
lbl_repeat:
cmp r9, rdx
jae lbl_out
cmp byte ptr [r9], '>'
jnz lbl_bad
cmp byte ptr [r9 + 1 + 10h], '<'
jnz lbl_bad
mov r8b, byte ptr [r9 + 1]
sub eax, eax
lbl_01:
cmp [r9 + rax + 1], r8b
jnz lbl_bad
inc rax
inc r8
cmp rax, 10h
jb lbl_01
add r9, 2 + 10h
jmp lbl_repeat
lbl_out:
xrelease mov [rcx], rdx ; this will release the mutex
ret
lbl_bad:
; Verification failed
int 3
testHLEForCorrectness ENDP
END
#include <assert.h>
#include <Windows.h>
struct TST91{
BYTE* pNextWrite;
int nNextValue;
BYTE* pCutoffPtr;
BYTE* pBeginPtr;
};
extern "C" {
BOOL testCPUID(void);
void testHLEWrite(TST91* p);
void testHLEForCorrectness(TST91* p);
};
DWORD WINAPI ThreadProc01(LPVOID lpParameter);
TST91* gpStruct = NULL;
BYTE* gpMem = NULL; //Its size is 'gszcbMemSize' BYTEs
const size_t gszcbMemSize = 0x1000 * 8;
int main()
{
if(testCPUID())
{
gpStruct = new TST91;
gpMem = new BYTE[gszcbMemSize];
gpStruct->pNextWrite = gpMem;
gpStruct->nNextValue = 1;
gpStruct->pBeginPtr = gpMem;
gpStruct->pCutoffPtr = gpMem + gszcbMemSize - 0x100;
for(int t = 0; t < 5; t++)
{
CloseThread(CreateThread(NULL, 0,
ThreadProc01, (VOID*)(1LL << t), 0, NULL));
}
_gettch();
delete gpStruct;
delete[] gpMem;
}
else
_tprintf(L"Your CPU doesn't support HLE\n");
return 0;
}
DWORD WINAPI ThreadProc01(LPVOID lpParameter)
{
if(!SetThreadAffinityMask(GetCurrentThread(), (DWORD_PTR)lpParameter))
{
assert(NULL);
}
for(;;)
{
testHLEWrite(gpStruct);
testHLEForCorrectness(gpStruct);
}
return 0;
}
最佳答案
你可以回答你自己的问题,不是吗?
反正。我想我明白了。我会尽量坚持使用简单的英语,或者按照我的理解方式进行。如果我做出了不正确的陈述,请随意编辑它。 (顺便说一句, Hardware Lock Elision
,多酷的名字。听起来像是马特·达蒙的电影。我什至不得不在谷歌上搜索“elision”这个词才能理解它的意思……但我还是不记得了。)
所以这个HLE概念无非是提示CPU对待lock
以更优化的方式添加前缀。 lock
对于现代处理器以有效方式执行而言,前缀本身有点“昂贵”。因此,当支持它的 CPU 看到 HLE 前缀时,它最初不会获取锁,但只有在发生读/写冲突时才会这样做。在这种情况下,CPU 将发出 HLE 中止,这反过来将需要稍后的常规锁定。
此外,XACQUIRE
的 HLE 前缀是 F2
,并为 XRELEASE
是 F3
,无非是老派REPNE
和 REP
前缀,当与 lock
一起使用时会被忽略- 不支持 HLE 的旧 CPU 的指令。这一切意味着使用 HLE 不需要检查 CPUID
其支持的说明,并且可以按原样安全地使用它们。较旧的 CPU 将忽略它们并处理伴随的 lock
前缀作为锁,而较新的 CPU 会将它们作为优化提示。换句话说,使用那些 XACQUIRE
和 XRELEASE
如果您将前缀添加到您自己的互斥锁、信号量的实现中,前缀不会有任何伤害。
话虽如此,我不得不这样重写我的原始测试代码示例(只是 非常基本的 互斥类型锁的相关并发部分)。
进入锁的ASM代码:
testHLEWrite PROC
; RCX = pointer to TST91 struct:
; void* pPtrToNextWrite;
; int nNextValue;
; void* pCutoffPtr;
; void* pBeginPtr;
; size_t lock; <-- new member
lbl_retry:
xacquire lock bts qword ptr [rcx + 20h], 1 ; Try to acquire lock (use HLE hint prefix)
jnc lbl_locked
pause ; Will issue an implicit HLE abort
jmp lbl_retry
lbl_locked:
XRELEASE
前缀与
lock
前缀的不同之处在于它支持具有内存目标操作数的
mov
指令。)
xrelease mov qword ptr [rcx + 20h], 0 ; Release the lock (use HLE prefix hint)
ret
testHLEWrite ENDP
//Some variable to hold the lock
volatile long lock = 0;
//Acquire the lock
while(_interlockedbittestandset_HLEAcquire((long *)&lock, 1))
{
_mm_pause();
}
//Leave the lock
_Store_HLERelease(&lock, 0);
关于assembly - 如何使用 XACQUIRE、XRELEASE Hardware Lock Elision (HLE) 前缀提示?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/51578062/
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