中山网站开发,赤峰做网站开发,西安网站设计锦,建设工程公司起名在BOLT中#xff0c;识别和优化热门的基本块之所以关键#xff0c;是因为BOLT的主要目标是优化程序以更好地利用硬件特性#xff0c;特别是指令缓存#xff08;ICache#xff09;。以下是BOLT如何识别和优化热门基本块的流程#xff1a; 收集性能数据: BOLT开始的时候并不…在BOLT中识别和优化热门的基本块之所以关键是因为BOLT的主要目标是优化程序以更好地利用硬件特性特别是指令缓存ICache。以下是BOLT如何识别和优化热门基本块的流程 收集性能数据: BOLT开始的时候并不知道哪些基本块是“热”的因此它首先需要运行目标程序并收集性能数据。使用诸如Linux的perf工具BOLT记录程序的执行profile确定哪些基本块和函数被频繁地执行。这种profile-guided的方法确保BOLT的优化是基于真实的程序行为而不是某种静态分析或猜测。 基本块的重新布局: 一旦识别了热门的基本块BOLT的下一步是确定如何重新布局这些块以优化ICache性能。BOLT会将经常连续执行的基本块放在一起这样当一个基本块在ICache中时其后续的基本块很可能也在同一个ICache行或附近的行中。这减少了ICache不命中的次数从而提高了性能。 循环优化: 由于循环中的代码会被反复执行因此它们通常是性能关键区域。BOLT会特别关注这些区域确保循环的基本块在物理存储中是连续的。这不仅优化了ICache的命中率还有助于减少分支预测错误和其他前端停顿[1]。 分支预测优化: BOLT不仅考虑ICache它还尝试减少分支预测错误。通过重新布局基本块BOLT可以确保热门路径中的分支更容易被正确预测。 跳转优化: 重新布局基本块可能会导致一些跳转变得更长。BOLT会尝试优化这些跳转例如通过使用跳转表或者在可能的情况下使用更短的跳转指令。 进一步的数据流和控制流优化: 除了布局优化BOLT还会尝试其他类型的优化这些优化可能特别有利于热门基本块。例如常量传播、死代码消除和其他传统的编译器优化技术。
通过上述流程BOLT系统地识别和优化热门基本块从而提高程序的整体性能。这种方法的优势在于它基于真实的程序执行数据因此优化更有可能在实际运行中产生明显的性能提升。
[1] “前端停顿”是指在处理器的前端取指、译码阶段所遇到的各种延迟或阻塞。处理器的前端是指令获取、解码和发射到执行管道的部分。这一阶段的主要任务是以稳定和高效的速度从内存中取得指令并为后续的执行阶段提供准备好的指令。
前端停顿可能包括 ICache不命中如果所需的指令不在指令缓存ICache中处理器需要从内存或更高级的缓存中取得指令这会导致延迟。 分支预测错误现代处理器使用分支预测器来猜测条件分支例如if语句会采取哪条路径。如果预测错误处理器需要撤销错误路径上的指令并加载正确路径的指令这会导致延迟。 指令获取带宽限制由于各种原因如资源冲突或复杂指令的解码处理器可能无法在每个周期内从内存中取得最大数量的指令。 指令队列的阻塞如果指令队列一个存储待执行指令的缓冲区满了新的指令无法被取出和解码直到之前的指令完成。 TLB不命中TLB用于快速翻译虚拟地址到物理地址。TLB不命中会导致处理器需要执行完整的页面表查找进一步增加延迟。
在优化循环时降低前端停顿非常关键。因为循环中的指令会被多次执行所以任何在前端遇到的延迟或阻塞都会被放大。BOLT通过确保循环中的基本块在物理存储上是连续的可以减少多种前端停顿从而提高程序的整体性能。
