macOS上的缓存未命中

Question

macOS上的缓存未命中

performancecachingx86performancecounterxcode-instruments

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有一些关于这个话题的问题，但没有一个真正的答案。问题是：我如何在macOS上测量L1、L2、L3（如果有的话）缓存未命中？ 问题不在于macOS从理论上讲不能提供这些值，即使没有任何外部工具，在Instruments中，我们可以使用计数器并转到录制选项...，就像这里一样：

然而，没有L1缓存未命中或L2，只有可能选择的大量项目列表：

因此，当测量L1和L2缓存未命中（甚至L3，如果有的话），我该如何计算它们？

在列表中哪个是我应该注意以检索那个神奇的“缓存未命中”数字的"缓存未命中"？

- senseiwa

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这些“事件”的文档是英特尔软件开发手册第3卷第19章。 - Iwillnotexist Idonotexist

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@Rob 我已经擅自编辑了标签，更有可能吸引Peter Cordes、BeeOnRope和其他专家的注意。 - Iwillnotexist Idonotexist

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Hadi Brais · Accepted Answer

在Ivy Bridge、Haswell、Broadwell和Goldmont处理器上，可以使用以下事件来计算由可缓存的加载指令所需的数据缓存行数，这些指令未命中L1、L2和L3缓存:MEM_LOAD_UOPS_RETIRED.L1_MISS、MEM_LOAD_UOPS_RETIRED.L2_MISS和MEM_LOAD_UOPS_RETIRED.L3_MISS。在Skylake及更高版本中，对应的事件称为:MEM_LOAD_RETIRED.L1_MISS、MEM_LOAD_RETIRED.L2_MISS和MEM_LOAD_RETIRED.L3_MISS。这些事件仅计算已退役的加载指令所需的缓存行。

在Nehalem及更高版本中，可以使用以下事件来计算由可缓存的存储指令所需的缓存行数，这些指令未命中L1、L2和L3缓存：L2_RQSTS.ALL_RFO、L2_RQSTS.RFO_MISS和OFFCORE_RESPONSE(MSR位1、17、26-29、30-37)。这些事件计算已退役或从管道中刷新的存储指令所需的缓存行。

根据情况，仅计算已退休指令的数量可能比计算所有指令访问次数更有用。不幸的是，没有与 MEM_LOAD_UOPS_* 对应的存储事件。但是，有一些加载事件可以同时计算已退休和刷新的负载。这些包括L1加载缺失的 L2_RQSTS.ALL_DEMAND_DATA_RD ，L2加载缺失的 L2_RQSTS.DEMAND_DATA_RD_MISS 以及L3加载缺失的 OFFCORE_RESPONSE（MSR位0、17、26-29、30-37）。请注意，前两个事件还包括来自L1硬件预取器的负载。 L2_RQSTS.DEMAND_DATA_RD_MISS 事件仅支持Ivy Bridge及更高版本。在Sandy Bridge上，我认为可以通过将 L2_RQSTS.DEMAND_DATA_RD_HIT 从 L2_RQSTS.ALL_DEMAND_DATA_RD 中减去来计算它。

另请参见：Linux perf如何计算缓存引用和缓存未命中事件。

脚注：

（1）在Haswell上，“IN”指令被计为“MEM_LOAD_UOPS_RETIRED.L1_MISS”事件（参见：Sandy Bridge上的端口映射I/O是什么样子的）。我还经验证实了所有“MEM_LOAD_UOPS_RETIRED.L1|2|3|LFB_MISS|HIT”事件都不会统计UC或WC内存类型中的负载，而这些事件会统计WP、WB和WT内存类型中的负载。需要注意的是，手册仅提到了UC负载被排除，并且仅适用于某些事件。顺便说一下，“MEM_UOPS_RETIRED.ALL_LOADS”统计了所有内存类型的负载。