x86-64 System V ABI(用于除Windows之外的所有内容)过去常常访问http://x86-64.org/documentation/abi.pdf,但该网站现已脱离互联网.
该文件是否有新的权威主页？
我目前编码的一些C99标准库字符串函数高度优化的版本,例如strlen(),memset()等等,采用x86-64的组件,SSE-2指令.
到目前为止,我已经在性能方面取得了很好的成绩,但是当我尝试优化更多时,我有时会遇到奇怪的行为.
例如,添加或甚至删除一些简单的指令,或者只是重新组织一些用于跳转的本地标签会完全降低整体性能.在代码方面绝对没有理由.
所以我的猜测是代码对齐存在一些问题,和/或有错误预测的分支.
我知道,即使使用相同的架构(x86-64),不同的CPU也有不同的分支预测算法.
但是,在开发x86-64的高性能时,是否存在一些关于代码对齐和分支预测的一般建议？
特别是关于对齐,我应该确保跳转指令使用的所有标签都在DWORD上对齐吗？
_func:
; ... Some code ...
test rax, rax
jz .label
; ... Some code ...
ret
.label:
; ... Some code ...
ret
在前面的代码中,我之前应该使用align指令.label:,例如:
align 4
.label:
如果是这样,使用SSE-2时是否足以对齐DWORD？
关于分支预测,是否有一种"优先"的方式来组织跳转指令使用的标签,以帮助CPU,或者今天的CPU是否足够聪明,可以通过计算分支的计数来确定在运行时？
编辑
好的,这是一个具体的例子 - 这是strlen()SSE-2 的开始:
_strlen64_sse2:
mov rsi, rdi
and rdi, -16
pxor xmm0, xmm0
pcmpeqb xmm0, [ rdi ]
pmovmskb rdx, xmm0
; ...
使用1000个字符串运行10'000'000次约为0.48秒,这很好.
但它不会检查NULL字符串输入.显然,我会添加一个简单的检查:
_strlen64_sse2:
test rdi, rdi
jz .null
; ... …在答案中,我已经声明未对齐访问的速度与对齐访问的速度几乎相同(在x86/x86_64上).我没有任何数字来支持这个陈述,所以我已经为它创建了一个基准.
你看到这个基准测试有什么缺陷吗？你可以改进它(我的意思是,增加GB /秒,所以它更好地反映了真相)？
#include <sys/time.h>
#include <stdio.h>
template <int N>
__attribute__((noinline))
void loop32(const char *v) {
for (int i=0; i<N; i+=160) {
__asm__ ("mov (%0), %%eax" : : "r"(v) :"eax");
__asm__ ("mov 0x04(%0), %%eax" : : "r"(v) :"eax");
__asm__ ("mov 0x08(%0), %%eax" : : "r"(v) :"eax");
__asm__ ("mov 0x0c(%0), %%eax" : : "r"(v) :"eax");
__asm__ ("mov 0x10(%0), %%eax" : : "r"(v) :"eax");
__asm__ ("mov 0x14(%0), %%eax" : : "r"(v) :"eax");
__asm__ ("mov 0x18(%0), %%eax" : : "r"(v) :"eax"); …我有这段代码在AMD64兼容CPU上运行Ubuntu 14.04时会出现段错误:
#include <inttypes.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
int main()
{
uint32_t sum = 0;
uint8_t *buffer = mmap(NULL, 1<<18, PROT_READ,
MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
uint16_t *p = (buffer + 1);
int i;
for (i=0;i<14;++i) {
//printf("%d\n", i);
sum += p[i];
}
return sum;
}
如果使用分配内存,则仅此段错误mmap.如果我使用malloc,堆栈上的缓冲区,或全局变量,它不会段错误.
如果我将循环的迭代次数减少到少于14的次数,则不再是段错误.如果我从循环内打印数组索引,它也不再是段错误.
为什么未对齐的内存访问能够访问未对齐地址的CPU上的段错误,为什么只有在这种特定情况下呢？