如何在x86平台上使用gcc将内存范围声明为不可缓存？

Question

虽然我已经阅读了关于这方面的movntdqa指令，但已经想出了一种表达内存范围不可缓存或读取数据的干净方法，以免污染缓存。 我想从gcc做到这一点。我的主要目标是交换到大型阵列中的随机位置。希望通过避免缓存来加速此操作，因为数据恢复非常少。

Answer 1

我认为你所描述的是Memory Type Range Registers。您可以使用/proc/mttr / ioctl(2)在Linux下控制这些内容（如果可用且您是用户0），请参阅here。由于它适用于物理地址范围，我认为您将很难以合理的方式使用它。

更好的方法是查看编译器内在函数GCC provides并找到一个或多个表达您意图的内容。看看Ulrich Drepper关于“每个程序员应该了解内存的内容”的系列文章，特别是part 5，它涉及绕过缓存。看起来_mm_prefetch(ptr, _MM_HINT_NTA)可能适合您的需求。

与性能一样 - 测量，测量，测量。 Drepper的系列文章详细介绍了如何完成这项工作（part 7）以及代码示例和其他策略，以加快代码的内存性能。

Answer 2

来自user786653的所有好建议;尤其是Ulrich Drepper的文章。我要补充一下：

• 是否未缓存，VM HW将不得不在TLB中查找页面信息，TLB的容量有限。不要低估TLB颠簸对随机访问性能的影响。如果您还没有，请参阅the results here，了解为什么您真的希望使用 huge pages 来获取阵列数据，而不是那些小小的4K默认值（可以追溯到日期） “640K对任何人都应该足够”）。当然，如果你说的是真正庞大的阵列甚至比一个2MB页面的TLB都可以参考，即使这样也无济于事。

• 你对'nt'指令有什么看法（例如_mm_stream_ps内在的）？我不相信宣布未缓存的页面会比适当使用那些更好的性能，而且它们比替代品更容易使用。不过，看到相反的证据会非常有兴趣。