英特尔JCC错误-用于缓解的前缀有何影响？ [英] Intel JCC Erratum - what is the effect of prefixes used for mitigation?

问题描述

英特尔recommends使用指令前缀缓解JCC错误的性能后果。

如果使用/QIntel-jcc-erratum编译MSVC，则遵循建议，并插入前缀指令，如下所示：

3E 3E 3E 3E 3E 3E 3E 3E 3E 48 8B C8   mov rcx,rax ; with redundant 3E prefixes

They sayMSVC在前缀不可用时求助于NOPS。

Clang有-mbranches-within-32B-boundaries选项，如果需要，它更喜欢nop，多字节(https://godbolt.org/z/399nc5Msq通知xchg ax, ax)

3E前缀的后果是什么，具体是：

• 为什么英特尔推荐这种方式，而不是多字节NOPS？
• 未受影响的CPU会有什么后果？
• 据报道，AMD上的/QIntel-jcc-erratum程序运行得更快，可能的解释是什么？

NOP

推荐答案是单独的指令，必须分别解码并通过流水线。始终最好使用前缀填充指令以实现所需的对齐，而不是像What methods can be used to efficiently extend instruction length on modern x86?中所讨论的那样插入NOP(但只能以不会在某些无法处理大量前缀的CPU上造成重大停顿的方式进行)。

也许Intel认为工具链在这种情况下这样做是值得的，因为它实际上将位于内部循环内，而不仅仅是内部循环外部的NOP。(将前缀添加到前一条指令相对简单。)

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我现在有了一些数据点。AMD FX 8300上/QIntel-jcc-erratum的基准测试结果差。

特定基准测试的速度下降了十进制数量级，其中英特尔Skylake在同一基准测试中的收益约为20%。这与Peter的评论一致：

我查看了Agner Fog的MicroArch指南，AMD Zen在一条指令上使用任何数量的前缀都没有问题，就像从Core2开始的主流英特尔一样。AMD Bulldozer系列对具有3个以上前缀的指令进行解码的代价非常大，例如对4-7个前缀进行14-15个循环

认为Bulldozer系列已经过时到不太关心它，这在某种程度上是合理的，尽管仍然有一些APU台式机和笔记本电脑在周围肯定存在，但它们肯定会在循环中显示出巨大的回归，即编译器在热内循环内的一条指令上放置4个或更多前缀(包括现有的前缀，如REX或66h)。比SKL上MITE传统解码的3%差得多。

尽管推土机家族确实过时了，但我认为我承受不起如此大的影响。我还担心其他CPU可能会以同样的方式被额外的前缀卡住。因此，我的结论是而不是将/QIntel-jcc-erratum用于一般目标软件。除非在特定的翻译单位中启用它并动态调度到那里，这在大多数情况下都是一件非常麻烦的事情。

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在MSVC上可能安全的一件事是停止使用/Os标志。发现/Os标志至少：

• 避免跳转表而支持条件跳转
• 避免循环开始填充

尝试以下示例(https://godbolt.org/z/jvezPd9jM)：

void loop(int i, char a[], char b[])
{
    char* stop = a + i;
    while (a != stop){
        *b++ = *a++;
    }
}

void jump_table(int i, char a[], char b[])
{
    switch (i)
    {
                            case 7: 
            a[6] = b[6];    case 6: 
            a[5] = b[5];    case 5: 
            a[4] = b[4];    case 4: 
            a[3] = b[3];    case 3: 
            a[2] = b[2];    case 2: 
            a[1] = b[1];    case 1: 
            a[0] = b[1];    case 0:  break;
            default: __assume(false);
    }
}

这会导致更频繁地遇到JCC性能问题(避免跳表会产生一系列JCC，避免对齐会导致小于16b的小循环有时还会触及边界)

这篇关于英特尔JCC错误-用于缓解的前缀有何影响？的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！