相关疑难解决方法(0)

每个汇编指令需要多少个CPU周期?

我听说有英特尔在线书籍描述了特定汇编指令所需的CPU周期,但我无法找到它(经过努力).有人能告诉我如何找到CPU周期吗?

下面是一个例子,在下面的代码中,mov/lock是1个CPU周期,xchg是3个CPU周期.

// This part is Platform dependent!
#ifdef WIN32
inline int CPP_SpinLock::TestAndSet(int* pTargetAddress, 
                                              int nValue)
{
    __asm
    {
        mov edx, dword ptr [pTargetAddress]
        mov eax, nValue
        lock xchg eax, dword ptr [edx]
    }
    // mov = 1 CPU cycle
    // lock = 1 CPU cycle
    // xchg = 3 CPU cycles
}

#endif // WIN32
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

顺便说一句:这是我发布的代码的URL:http://www.codeproject.com/KB/threads/spinlocks.aspx

cpu assembly cycle

48
推荐指数
5
解决办法
5万
查看次数

为什么mulss在Haswell上只用了3个周期,与Agner的指令表不同?

我是指令优化的新手.

我对一个简单的函数dotp进行了简单的分析,该函数用于获取两个浮点数组的点积.

C代码如下:

float dotp(               
    const float  x[],   
    const float  y[],     
    const short  n      
)
{
    short i;
    float suma;
    suma = 0.0f;

    for(i=0; i<n; i++) 
    {    
        suma += x[i] * y[i];
    } 
    return suma;
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我用昂纳雾在网络上提供的测试框架testp.

在这种情况下使用的数组是对齐的:

int n = 2048;
float* z2 = (float*)_mm_malloc(sizeof(float)*n, 64);
char *mem = (char*)_mm_malloc(1<<18,4096);
char *a = mem;
char *b = a+n*sizeof(float);
char *c = b+n*sizeof(float);

float *x = (float*)a;
float *y = (float*)b;
float *z = (float*)c;
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

然后我调用函数dotp,n = 2048,repeat …

c optimization assembly sse micro-optimization

31
推荐指数
1
解决办法
1471
查看次数

循环展开以实现Ivy Bridge和Haswell的最大吞吐量

我用AVX一次计算八个点产品.在我目前的代码中,我做了类似的事情(在展开之前):

常春藤桥/桑迪桥

__m256 areg0 = _mm256_set1_ps(a[m]);
for(int i=0; i<n; i++) {        
    __m256 breg0 = _mm256_load_ps(&b[8*i]);
    tmp0 = _mm256_add_ps(_mm256_mul_ps(arge0,breg0), tmp0); 
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

Haswell的

__m256 areg0 = _mm256_set1_ps(a[m]);
for(int i=0; i<n; i++) {      
    __m256 breg0 = _mm256_load_ps(&b[8*i]);
    tmp0 = _mm256_fmadd_ps(arge0, breg0, tmp0);
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我需要多少次为每个案例展开循环以确保最大吞吐量?

对于使用FMA3的Haswell,我认为答案是每个循环的FLOPS用于沙桥和haswell SSE2/AVX/AVX2.我需要将循环展开10次.

对于Ivy Bridge,我认为它是8.这是我的逻辑.AVX添加的延迟为3,延迟乘以5.Ivy Bridge可以使用不同的端口同时进行一次AVX乘法和一次AVX添加.使用符号m进行乘法,a表示加法,x表示无操作,以及表示部分和的数字(例如m5表示乘以第5部分和)我可以写:

port0:  m1  m2  m3  m4  m5  m6  m7  m8  m1  m2  m3  m4  m5  ... 
port1:   x   x   x   x   x  a1  a2  a3  a4  a5  a6  a7  a8  ...
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

因此,通过在9个时钟周期后使用8个部分和(4个来自负载,5个来自乘法),我可以在每个时钟周期提交一个AVX负载,一个AVX加法和一个AVX乘法.

我想这意味着在Ivy …

c++ x86 sse intel avx

15
推荐指数
2
解决办法
3038
查看次数

在预测现代超标量处理器上的操作延迟时需要考虑哪些因素以及如何手动计算它们?

我希望能够手动预测任意算术的长度(即没有分支或内存,尽管这也很好)x86-64汇编代码将采用特定的体系结构,考虑到指令重新排序,超标量,延迟,消费者价格指数等

什么/描述必须遵循的规则才能实现这一目标?


我想我已经找到了一些初步规则,但是我没有找到任何关于将任何示例代码分解为这个详细程度的引用,所以我不得不做一些猜测.(例如,英特尔优化手册甚至几乎没有提到指令重新排序.)

至少,我正在寻找(1)确认每条规则是正确的,或者是每条规则的正确陈述,以及(2)我可能忘记的任何规则的列表.

  • 每个循环发出尽可能多的指令,从当前循环开始按顺序开始,并且可能与重新排序缓冲区大小一样远.
  • 如果出现以下情况,可以在给定周期发出指令:
    • 没有影响其操作数的指令仍在执行中.和:
    • 如果它是浮点指令,则它之前的每个浮点指令都被发出(浮点指令具有静态指令重新排序).和:
    • 该循环有一个功能单元可用于该指令.每个(?)功能单元是流水线的,这意味着它可以在每个周期接受1个新指令,并且对于给定功能类的CPI,总功能单元的数量是1/CPI(这里模糊不清:可能是例如addps并且subps使用相同的功能) unit?我如何确定?).和:
    • 4此循环已经发出少于超标量宽度(通常)指令的数量.
  • 如果不能发出指令,则处理器不会发出任何称为"停顿"的条件.

例如,请考虑以下示例代码(计算交叉产品):

shufps   xmm3, xmm2, 210
shufps   xmm0, xmm1, 201
shufps   xmm2, xmm2, 201
mulps    xmm0, xmm3
shufps   xmm1, xmm1, 210
mulps    xmm1, xmm2
subps    xmm0, xmm1
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我试图预测Haswell的延迟看起来像这样:

; `mulps`  Haswell latency=5, CPI=0.5
; `shufps` Haswell latency=1, CPI=1
; `subps`  Haswell latency=3, CPI=1

shufps   xmm3, xmm2, 210   ; cycle  1
shufps   xmm0, xmm1, 201   ; cycle  2
shufps   xmm2, xmm2, 201   ; …
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

assembly pipeline latency x86-64 superscalar

8
推荐指数
1
解决办法
268
查看次数

英特尔CPU缓存策略

我有一台带有2.50GHz处理器的Intel®Core™i5-2450M CPU的笔记本电脑。我在Ubuntu 12.04(x86_64)上,尝试查找有关我的处理器的信息。

我能够找到我一直在寻找的大多数信息

cat /proc/cpuinfo
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

lscpu
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我还想找出在每个缓存级别上使用的缓存策略。是回写还是透写?

有什么工具可以用来查找此类信息?

提前致谢。

linux cpu policy caching

5
推荐指数
2
解决办法
4321
查看次数

添加冗余分配可在编译时加速代码而无需优化

我发现了一个有趣的现象:

#include<stdio.h>
#include<time.h>

int main() {
    int p, q;
    clock_t s,e;
    s=clock();
    for(int i = 1; i < 1000; i++){
        for(int j = 1; j < 1000; j++){
            for(int k = 1; k < 1000; k++){
                p = i + j * k;
                q = p;  //Removing this line can increase running time.
            }
        }
    }
    e = clock();
    double t = (double)(e - s) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("%lf\n", t);
    return 0;
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我在i5-5257U Mac OS上使用GCC 7.3.0来编译代码 …

performance x86 assembly

3
推荐指数
1
解决办法
627
查看次数

必须按顺序发生的操作的处理器的延迟界限和吞吐量界限

我的教科书(计算机系统:程序员的观点)指出,当一系列操作必须严格按顺序执行时,就会遇到延迟界限,而吞吐量界限则表征​​处理器功能单元的原始计算能力。

课本5.5、5.6题介绍了这两种可能的多项式计算循环结构

double result = a[0];
double xpwr = x;
for (int i = 1; i <= degree; i++) {
    result += a[i] * xpwr;
    xpwr = x * xpwr;
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

double result = a[degree];
double xpwr = x;
for (int i = degree - 1; i >= 0; i--) {
    result = a[i] + x * result;
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

假设循环在具有以下执行单元的微体系结构上执行:

  • 一个浮点加法器。它的延迟为 3 个周期,并且是完全流水线化的。
  • 两个浮点乘法器。每个的延迟是 5 个周期,并且都是完全流水线化的。
  • 四个整数 ALU,每个都有一个周期的延迟。

为这个问题给出的浮点乘法和加法的延迟界限分别是 5.0 和 3.0。根据答案键,第一个循环的总循环延迟是每个元素 5.0 个周期,第二个是每个元素 8.0 个周期。我不明白为什么第一个循环不是 8.0。

似乎 a[i] …

performance cpu-architecture micro-optimization

1
推荐指数
1
解决办法
194
查看次数