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我一直在绞尽脑汁想要完成这项任务一周,我希望有人能带领我走向正确的道路.让我从教师的指示开始:

您的作业与我们的第一个实验作业相反,即优化素数计划.你在这个任务中的目的是使程序失望,即让它运行得更慢.这两个都是CPU密集型程序.他们需要几秒钟才能在我们的实验室电脑上运行.您可能无法更改算法.

要取消优化程序,请使用您对英特尔i7管道如何运行的了解.想象一下重新排序指令路径以引入WAR,RAW和其他危险的方法.想一想最小化缓存有效性的方法.恶魔无能.

该作业选择了Whetstone或Monte-Carlo程序.缓存有效性评论大多只适用于Whetstone,但我选择了Monte-Carlo模拟程序:

// Un-modified baseline for pessimization, as given in the assignment
#include <algorithm>    // Needed for the "max" function
#include <cmath>
#include <iostream>

// A simple implementation of the Box-Muller algorithm, used to generate
// gaussian random numbers - necessary for the Monte Carlo method below
// Note that C++11 actually provides std::normal_distribution<> in 
// the <random> library, which can be used instead of this function
double gaussian_box_muller() {
  double x = 0.0;
  double y = 0.0; …

如果允许在输入缓冲区末尾读取少量数据,则可以(并且)简化在高性能算法中找到的许多方法.这里,"少量"通常意味着W - 1超过结束的字节,其中W是算法的字节大小(例如,对于处理64位块中的输入的算法,最多7个字节).

很明显,写入输入缓冲区的末尾通常是不安全的,因为您可能会破坏缓冲区¹之外的数据.同样清楚的是,在缓冲区的末尾读取到另一页面可能会触发分段错误/访问冲突,因为下一页可能不可读.

但是,在读取对齐值的特殊情况下,页面错误似乎是不可能的,至少在x86上是这样.在该平台上,页面(以及因此内存保护标志)具有4K粒度(较大的页面,例如2MiB或1GiB,可能,但这些是4K的倍数),因此对齐的读取将仅访问与有效页面相同的页面中的字节缓冲区的一部分.

这是一个循环的规范示例,它对齐其输入并在缓冲区末尾读取最多7个字节:

int processBytes(uint8_t *input, size_t size) {

    uint64_t *input64 = (uint64_t *)input, end64 = (uint64_t *)(input + size);
    int res;

    if (size < 8) {
        // special case for short inputs that we aren't concerned with here
        return shortMethod();
    }

    // check the first 8 bytes
    if ((res = match(*input)) >= 0) {
        return input + res;
    }

    // align pointer to the next 8-byte …