快速使缓存失效

Question

除了迭代一个大的虚拟数组之外，C++中是否有一种快速使处理器的L2缓存失效的方法？

- Mark

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你为什么需要那个？ - Vilx-

Answer 1

我假设这是为了性能测试，您想要消除运行之间的缓存效应。

在这种情况下，您需要知道以下信息才能有效地执行此操作：

1. L2缓存的分配大小
2. L2缓存中有多少个分配

然后，基本上就是触摸内存，距离每个其他的allocation_size字节，直到完全刷新缓存。

上下文切换也经常使缓存无效 - 等待一毫秒可能会更快，如果操作系统将您换入和换出，则很可能会清除缓存。

- Anon.

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这是一种可移植的方法。可能有一种方法可以转到汇编语言并在那里实现它。有些处理器甚至可能有一个单一的指令来完成它。 - Omnifarious

这是用于非常高分辨率计时的，运行长度约为50纳秒，因此我希望使用最快的方法。 - Mark

如果您可以进入内核模式，您可以发出WBINVD，这将导致所有内部缓存被刷新。只需注意该指令是在缓存很小的时候设计的，因此完成时间（相对而言）较长，一般不推荐使用。（参见http://linux.derkeiler.com/Mailing-Lists/Kernel/2009-07/msg09421.html） - Anon.

我将采用上一个评论中的答案，因为按缓存行迭代是我之前已经在做的。 - Mark

Answer 2

另一个可能的解决方案是确保每次运行对缓存内容敏感的东西时，使用完全不同的内存部分。然后，这些内存位将不会在缓存中，有效地刷新了缓存。

当然，这对指令缓存来说可能不是一个很容易管理的解决方案，只适用于数据缓存，即使如此，处理堆栈也会很棘手。

我想不出这种方法可靠地适用于TLB缓存，如果您关心的话。

这种方法的另一个问题是可能仍然存在脏缓存行，代码的后续运行将产生将它们刷新到主存储器的成本。

- Omnifarious

Answer 3

你想在VC++中使用内存栅栏：

void SThreadUtil::synchronizeCache()
{
    _mm_mfence();
}

抱歉，刷新应该使用_mm_clflush

- Charles Eli Cheese

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你确定那会使缓存失效吗？内存栅栏只是保证了总线上的内存操作顺序到主内存的顺序，对吗？ - Omnifarious

_mm_cflush带有一个参数，所以OP将不得不猜测可能会干扰的缓存内容，然后确保将它们全部刷新。 - Omnifarious

看起来_mm_clflush一次只会刷新一个缓存行 - http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ba08y07y.aspx - Mark