Wie kann ich eine CPU-Cache-Flush in x86 Windows tun?

Question

Ich bin daran interessiert, eine CPU-Cache-Flush in Windows zu erzwingen (aus Benchmark-Gründen möchte ich emulieren Start ohne Daten im CPU-Cache), vorzugsweise eine grundlegende C-Implementierung oder Win32-Aufruf.

Gibt es eine bekannte Möglichkeit, dies mit einem Systemanruf oder sogar etwas so hinterhältig zu tun, wie sagen Sie eine große memcpy?

Intel i686-Plattform (P4 und höher ist auch in Ordnung).

Answer 1

Glücklicherweise gibt mehr als einen Weg, um explizit die Caches zu leeren.

Der Befehl "wbinvd" schreibt geänderten Cache-Inhalt zurück und markiert die Caches leer. Es führt einen Buszyklus aus, um externe Cachespeicher ihre Daten zu löschen. Leider ist es eine privilegierte Anweisung. Wenn es jedoch möglich ist, das Testprogramm unter DOS auszuführen, ist dies der richtige Weg. Dies hat den Vorteil, den Cache-Footprint des "OS" sehr klein zu halten.

Zusätzlich gibt es den Befehl "invd", der die Caches ohne ungültig macht und sie zum Hauptspeicher zurückspült. Dies verletzt die Kohärenz von Hauptspeicher und Cache, also müssen Sie sich darum kümmern. Nicht wirklich empfehlenswert.

Für Benchmarks ist die einfachste Lösung wahrscheinlich das Kopieren eines großen Speicherblocks in eine Region, die mit WC (write combining) anstelle von WB markiert ist. Der Speicherabbildungsbereich der Grafikkarte ist ein guter Kandidat, oder Sie können einen Bereich als WC selbst über die MTRR-Register markieren.

können Sie einige Ressourcen finden etwa bei Test programs for measuring clock cycles and performance monitoring. kurze Routinen Benchmarking

Answer 2

Es gibt x86-Assembly-Anweisungen, die die CPU zwingen, bestimmte Cache-Zeilen zu löschen (wie CLFLUSH), aber sie sind ziemlich unklar. CLFLUSH spült insbesondere nur eine ausgewählte Adresse aus L1-Caches.

etwas so hinterhältig wie tun, sagen eine große memcopy?

Ja, dies ist der einfachste Ansatz und stellt sicher, dass die CPU alle Cache-Ebenen löscht. Schließen Sie einfach die Cache-Flushing-Zeit von Ihren Benchmakrs aus und Sie sollten eine gute Idee bekommen, wie Ihr Programm unter Cachedruck funktioniert.

Answer 3

Es gibt leider keine Möglichkeit, den Cache explizit zu leeren. Ein paar Ihrer Optionen sind:

1.) Thrash den Cache durch einige sehr große Speicheroperationen zwischen Iterationen des Codes, den Sie Benchmarking.

2.) Aktivieren Sie Cache Disable in der x86 Control Registers und benchmarken Sie das. Dies wird wahrscheinlich auch den Befehls-Cache deaktivieren, was möglicherweise nicht das ist, was Sie wollen.

3.) Implementieren Sie den Teil Ihres Codes Ihr Benchmarking (wenn möglich) mit Non-Temporal instructions. Allerdings sind dies nur Hinweise an den Prozessor über den Cache, es ist immer noch frei zu tun, was es will.

1 ist wahrscheinlich die einfachste und für Ihre Zwecke ausreichend.

bearbeiten: Oops, ich stehe korrigiert gibt es eine Anweisung, die x86-Cache ungültig zu machen, finden Sie drhirsch Antwort