assembly - 如何在不污染缓存的情况下从内存加载值？

Question

我想在不污染缓存的情况下读取内存位置。我正在 X86 Linux 机器上工作。我尝试使用 MOVNTDQA 汇编指令:

  asm("movntdqa %[source], %[dest] \n\t"
      : [dest] "=x" (my_var) : [source] "m" (my_mem[0]) : "memory");

my_mem 是一个用 new 分配的 int*，my_var 是一个 int。

我对这种方法有两个问题:

代码可以编译，但在运行时出现“非法指令”错误。任何想法为什么？

我不确定新分配的内存类型。我会假设 WB。根据文档，MOVNTDQA 指令仅适用于 USWC 内存类型。我如何知道我正在使用哪种内存类型？

总而言之，我的问题是:

如何在不污染 X86 机器上的缓存的情况下读取内存位置？我的方法是否朝着正确的方向发展，是否可以修复？

谢谢。

Answer 1

以 %%xmm 为目标(从内存加载)的 movntdqa 指令的问题在于，此 insn 仅适用于 SSE4.1 及更高版本。这意味着目前只有更新的 Core 2 (45 nm) 或 i7。另一种方式(将数据存储到内存)在早期的 SSE 版本中可用。

对于这条指令，处理器将数据移动到非常少的读取缓冲区中的一个很小的缓冲区中(英特尔没有指定确切的大小，但假设它在 16 字节的范围内)，在那里它随时可用，但被踢出在其他一些负载之后。

并且它不会污染其他缓存，因此如果您有流数据，您的方法是可行的。

记住，之后你需要使用一个sfence insn。

预取存在两种变体:prefetcht0(预取所有缓存中的数据)和 prefetchnt(预取非临时数据)。通常在所有缓存中预取是正确的做法，对于流数据循环，如果您随后使用流指令，后者会更好。

您将它与您想在不久的将来使用的对象的地址一起使用，如果您有循环，通常会提前一些迭代。 prefetch insn 不会等待或阻塞，它只是让处理器开始在指定的内存位置获取数据。