神秘的rtm使用haswell tsx中止

Question

我正在尝试使用haswell中的tsx扩展,通过调整现有的中型(1000行)代码库来使用GCC事务内存扩展(在本机中间接使用haswell tsx)而不是粗粒度锁.我正在使用GCC的transactional_memory扩展,而不是直接编写我自己的_xbegin/_xend.我正在使用ITM_DEFAULT_METHOD = htm

我遇到问题让它工作得足够快,因为我因为神秘的原因而导致高速率的硬件事务中止.如下所示,这些中止不是由于冲突,也不是由于容量限制.

这是我用来量化失败率和根本原因的perf命令:

perf stat \
 -e cpu/event=0x54,umask=0x2,name=tx_mem_abort_capacity_write/ \
 -e cpu/event=0x54,umask=0x1,name=tx_mem_abort_conflict/ \
 -e cpu/event=0x5d,umask=0x1,name=tx_exec_misc1/ \
 -e cpu/event=0x5d,umask=0x2,name=tx_exec_misc2/ \
 -e cpu/event=0x5d,umask=0x4,name=tx_exec_misc3/ \
 -e cpu/event=0x5d,umask=0x8,name=tx_exec_misc4/ \
 -e cpu/event=0x5d,umask=0x10,name=tx_exec_misc5/ \
 -e cpu/event=0xc9,umask=0x1,name=rtm_retired_start/ \
 -e cpu/event=0xc9,umask=0x2,name=rtm_retired_commit/ \
 -e cpu/event=0xc9,umask=0x4,name=rtm_retired_aborted/pp \
 -e cpu/event=0xc9,umask=0x8,name=rtm_retired_aborted_misc1/ \
 -e cpu/event=0xc9,umask=0x10,name=rtm_retired_aborted_misc2/ \
 -e cpu/event=0xc9,umask=0x20,name=rtm_retired_aborted_misc3/ \
 -e cpu/event=0xc9,umask=0x40,name=rtm_retired_aborted_misc4/ \
 -e cpu/event=0xc9,umask=0x80,name=rtm_retired_aborted_misc5/ \ 
./myprogram -th 1 -reps 3000000

因此,该程序运行一些代码,其中包含3000万次交易.每个请求都涉及一个事务gcc __transaction_atomic块.此次运行中只有一个线程.

此特定perf命令捕获英特尔软件开发人员手册第3卷中描述的大多数相关tsx性能事件.

输出perf stat如下:

             0 tx_mem_abort_capacity_write                                  [26.66%]
             0 tx_mem_abort_conflict                                        [26.65%]
    29,937,894 tx_exec_misc1                                                [26.71%]
             0 tx_exec_misc2                                                [26.74%]
             0 tx_exec_misc3                                                [26.80%]
             0 tx_exec_misc4                                                [26.92%]
             0 tx_exec_misc5                                                [26.83%]
    29,906,632 rtm_retired_start                                            [26.79%]
             0 rtm_retired_commit                                           [26.70%]
    29,985,423 rtm_retired_aborted                                          [26.66%]
             0 rtm_retired_aborted_misc1                                    [26.75%]
             0 rtm_retired_aborted_misc2                                    [26.73%]
    29,927,923 rtm_retired_aborted_misc3                                    [26.71%]
             0 rtm_retired_aborted_misc4                                    [26.69%]
           176 rtm_retired_aborted_misc5                                    [26.67%]

  10.583607595 seconds time elapsed

从输出中可以看出:

• 该rtm_retired_start数为30万美元(相匹配的输入程序)
• 该rtm_retired_abort计数是差不多的(没有在所有提交)
• 在abort_conflict和abort_capacity计数为0,所以这些都不是理由.另外,回想起它只有一个线程在运行,冲突应该是罕见的.
• 这里唯一的实际引线的高值tx_exec_misc1和rtm_retired_aborted_misc3,这是在描述有些相似.

英特尔手册(第3卷)定义了rtm_retired_aborted_misc3计数器:

代码:C9H 20H

助记符:RTM_RETIRED.ABORTED_MISC3

description:由于HLE不友好的指令导致RTM执行中止的次数.

定义tx_exec_misc1有一些相似的词:

代码:5DH 01H

助记符:TX_EXEC.MISC1

description:计算可能导致事务中止的一类指令被执行的次数.由于这是执行计数,因此可能并不总是导致事务中止.

我使用高精度(PEBS)支持的perf记录/性能报告检查了中止的装配位置rtm_retired_aborted.该位置具有mov从注册到注册的指令.附近没有看到奇怪的指令名称.

更新:

以下是我从那时起尝试的两件事:

1)我们在这里看到的tx_exec_misc1和rtm_retired_aborted_misc3签名可以通过表格的虚拟块获得

for (int i = 0; i < 10000000; i++){
  __transaction_atomic{
    _xabort(1);
  }
}

或其中一种形式

for (int i = 0; i < 10000000; i++){
  __transaction_atomic{
    printf("hello");
    fflush(stdout);
  }
}

在这两种情况下,性能计数器看起来与我看到的相似.但是,在两种情况下perf report,-e cpu/tx-abort/ 指向直观正确的装配线:xabort第一个示例的指令和syscall第二个示例的指令.在实际的代码库中,perf报告指向函数开头的堆栈推送:

           :    00000000004167e0 <myns::myfun()>:
    100.00 :      4167e0:       push   %rbp
      0.00 :      4167e1:       mov    %rsp,%rbp
      0.00 :      4167e4:       push   %r15

我也在intel软件开发模拟器下运行相同的命令.事实证明,在这种情况下问题就消失了:就应用程序而言,我没有中止.

Answer 1

虽然这种情况已经有一段时间了，但我在搜索时发现了这个悬而未决的问题，所以答案如下：这是 Haswell 和早期 Broadwell 芯片中的硬件错误。

英特尔分配的特定硬件勘误表是HSW136，并且无法使用微码更新进行修复。事实上，我认为在第 4 步中，该功能不再被指令报告为可用cpuid，即使芯片上有（有缺陷的）硅来实现它。