提问人:Luchian Grigore 提问时间:5/7/2014 更新时间:5/7/2014 访问量:111
如何使每帧分支优化友好?
How to make a per-frame branch optimization-friendly?
问:
假设我有一个主循环,每帧更新不同的内容:
int currentFrame = frame % n;
if ( currentFrame == 0 )
{
someVar = frame;
}
else if ( currentFrame == 1 )
{
someOtherVar = x;
}
...
else if ( currentFrame == n - 1 )
{
someMethod();
}
我可以让它对分支预测器更友好吗?分支预测器能否确定每个块每帧执行一次?有没有一个分支遗忘的替代方案(值得怀疑,假设这些块中有足够不同的逻辑)?n
请注意,将进行全面优化,没有太大区别(如果有的话)。switch
答:
1赞
milianw
5/7/2014
#1
正如我上面所评论的,在没有任何代码示例的情况下,我想很难在这里提供任何有用的帮助。您能否发布一个显示大量分支未命中的代码片段?
我只是尝试了这样的事情:
#include <cstdlib>
__attribute__ ((noinline)) void frame(const int frame) // to prevent automatic unrolling
{
const int n = 10;
static int someVar = rand();
static int someOtherVar = rand();
const int currentFrame = frame % n;
if (currentFrame == 0) {
someVar = frame;
} else if (currentFrame == 1) {
someOtherVar += frame;
} else if (currentFrame == 2) {
someOtherVar -= someOtherVar;
someVar = someOtherVar;
} else if (currentFrame == 3) {
someVar -= someOtherVar;
} else if (currentFrame == 4) {
someVar -= someOtherVar;
someOtherVar *= someOtherVar;
} else if (currentFrame == 5) {
someOtherVar /= someVar + frame;
} else if (currentFrame == 6) {
someVar *= someOtherVar - frame;
} else if (currentFrame == 7) {
someOtherVar += someVar / (someOtherVar + 1);
} else if (currentFrame == 8) {
someVar -= someOtherVar * someVar;
} else if (currentFrame == n - 1) {
someOtherVar = frame;
someVar = frame + 1;
}
}
int main(int argc, char** argv)
{
int iterations = 100000000;
if (argc > 1) {
iterations = std::atoi(argv[1]);
}
for (int i = 0; i < iterations; ++i) {
frame(i);
}
return 0;
}
但这并不能复制您的发现:
Performance counter stats for './a.out 100000000':
591.088374 task-clock (msec) # 0.999 CPUs utilized
60 context-switches # 0.102 K/sec
5 cpu-migrations # 0.008 K/sec
272 page-faults # 0.460 K/sec
1,665,803,234 cycles # 2.818 GHz [50.25%]
<not supported> stalled-cycles-frontend
<not supported> stalled-cycles-backend
3,741,605,478 instructions # 2.25 insns per cycle [75.14%]
1,050,201,459 branches # 1776.725 M/sec [75.14%]
11,115 branch-misses # 0.00% of all branches [74.64%]
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interjay
5/7/2014
对于 n=4,我认为分支预测器将检测到该模式。对于较大的 n,你会得到更多的失误。
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milianw
5/7/2014
如果它能检测到 4 的模式,为什么它不应该检测到 10 的模式呢?更新了代码 - 相同的行为。
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Mark Ransom
5/7/2014
检查程序集输出。可能是编译器优化了所有情况,因为没有使用任何计算结果。
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interjay
5/7/2014
分支预测器用于存储每个分支的模式历史记录的存储空间有限,因此存在上限。我不知道它在现代处理器中会有多大。
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milianw
5/7/2014
本地增加到 20,没有区别。再次表明我们需要从运算中对 n 等的大小进行一些输入。 第 @MarkRansom 页:Assembly 显示分支在那里。此外,从 perf 报告的分支数量取决于我使用的条件数。
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