在基于流水线(pipeline)的微处理器中,分支预测单元(Branch Predictor Unit)是一个重要的功能部件,它负责收集和分析分支/跳转指令的执行结果,当处理后续分支/跳转指令时,BPU将根据已有的统计结果和当前分支跳转指令的参数,预测其执行结果,进而为流水线取指提供决策依据,从而提高流水线效率. 本文将针对分支预测单元的设计思路进行讨论.在进行设计前,首先需要说明使用分支预测技术的原因及其现实意义. 在流水线处理分支跳转指令时,目标地址往往需要推迟到指令的执行阶段才能运算得出,

一.分支预测 当包含流水线技术的处理器处理分支指令时就会遇到一个问题,根据判定条件的真/假的不同,有可能会产生转跳,而这会打断流水线中指令的处理,因为处理器无法确定该指令的下一条指令,直到分支执行完毕.流水线越长,处理器等待的时间便越长,因为它必须等待分支指令处理完毕,才能确定下一条进入流水线的指令.分支预测技术便是为解决这一问题而出现的.分支预测技术包含编译时进行的静态分支预测和硬件在执行时进行的动态分支预测. 1.静态分支预测(1)静态预测器预测条件跳转不发生,因此总是顺序取下一条指令推测执

人们一直追求CPU分支预测的准确率,论文Simultaneous Subordinate Microthreading (SSMT)中给了一组数据,如果分支预测的准确率是100%,大多数应用的IPC会提高2倍左右. 为了比较不同分支预测算法的准确率,有个专门的比赛:Championship Branch Prediction(CPB).CPB-5的冠军是TAGE-SC-L,在TAGE-SC-L Branch Predictors Again中有详细描述: 但是分支预测准确率高意味着更复杂的算法,

关于分支预测的基本概念和详细算法可以参考我之前写的知乎回答,基本概念不再阐述了~~ https://www.zhihu.com/question/486239354/answer/2410692045 说几个常见的能够提升CPU分支预测效率的方法. 将最常见的条件比较单独从switch中移出 分支预测除了需要预测方向,还需要预测分支的目标地址.目标地址BTA(Branch Target Address)分为两种: 直接跳转(PC-relative, direct) : offset以立即数形式固

1.引言 在很多源码如Linux内核.Glib等,我们都能看到likely()和unlikely()这两个宏,通常这两个宏定义是下面这样的形式. #define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) #define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0) 可以看出这2个宏都是使用函数 __builtin_expect()实现的, __builtin_expect()函数是GCC的一个内建函数(build-in functi

去年在安宁庄的时候, 有个同事阐述了一个观点:php中的if else  在执行时考虑到效率的原因,不会按我们的代码的顺序一条一条去试,而是随机找出一个分支,执行,如果不对,再随机找到一个分支 当时由于种种原因,也没过多去想这个问题,最近查了下资料,发现里面的学问还挺大的 php解释器是由c编写的,是个经编译生成的二进制文件, 我们编写的PHP代码相当于这个C程序的参数,只不过这个参数是个一个的文件, 这个C程序要解析这个php文件,产生相应的opcode,再去执行opcode对应的函数,每一部

记录一个在StackOverflow上看到一个十分有趣的问题:问题. 高票答案的优化方法: 首先找到罪魁祸首: if (data[c] >= 128) sum += data[c]; 优化方案使用位操作: int t = (data[c] - 128) >> 31; sum += ~t & data[c]; 正数右移31一定为0,负数右移31一定为-1.再取反进行求&(按位与),0与任何数的&为0,-1与任何数的&为数本身.这样就巧妙的避开分支预测了,可以

智能指针笔记 GCC的原子操作函数 将流水线引入cpu,可以提高cpu的效率.更简单的说,让cpu可以预先取出下一条指令,可以提供cpu的效率.如下图所示: 取指令 执行指令 输出结果 取指令 执行 可见,cpu流水钱可以减少cpu等待取指令的耗时,从而提高cpu的效率.如果存在跳转指令,那么预先取出的指令就无用了.cpu在执行当前指令时,从内存中取出了当前指令的下一条指令.执行完当前指令后,cpu发现不是要执行下一条指令,而是执行offset偏移处的指令.cpu只能重新从内存中取出offset

每个时代,都不会亏待会学习的人. 大家好,我是 yes. 这次本来是打算写一篇 RocketMQ 相关文章的,但是被插队了,我也是没想到的. 说来也是巧最近在看 Dubbo 源码,然后发现了一处很奇怪的代码,于是就有了这篇文章,让我们来看一下这段代码,它属于 ChannelEventRunnable,这个 runnable 是 Dubbo IO 线程创建,将此任务扔到业务线程池中处理. 看到没,把 state == ChannelState.RECEIVED 拎出来独立一个 if,而其他的 st

看一些代码时,会遇到likely unlikely, 查了查网上的资料,结合自己的理解记录一下. 1. 一些概念 指令周期是指执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成,是从取指令.分析指令到指令执行完所需的全部. 预取指令具体方法就是在不命中时,当数据从主存储器中取出送往CPU的同时,把主存储器相邻几个单元中的数据(称为一个数据块)都取出来送入Cache中.预取指令可以更好的利用 cpu资源.简单说就是从内存取指令很慢, cpu要等待这个过程.如果能提前预测可能执行的指令,就提前从内存

#define likely(x) __builtin_expect(!!(x),1)#define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x),0) 用于优化在做分支判断的时候CPU流水线问题 likely()用于分支判断的时候很有可能执行的指令,而unlikely()则相反

乱序执行(out-of-order execution)是指CPU采用了允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术.比方Core乱序执行引擎说程序某一段有7 条指令,此时CPU将根据各单元电路的空闲状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后,将能提前执行的指令立即发送给相应电路执行. 分支指令预测技术 http://blog.csdn.net/ysdaniel/article/details/6013318

两篇结合就ok啦 1.https://www.jianshu.com/p/be389eeba589 2.https://blog.csdn.net/edonlii/article/details/8754724?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg

分支判断的语句一般来说是不太适合进行SSE优化的,因为他会破坏代码的并行性,但是也不是所有的都是这样的,在合适的场景中运用SSE还是能对分支预测进行一定的优化的,我们这里以某一个算法的部分代码为例进行讲解. 在某一个版本的USM锐化算法中有这样的一段代码: int IM_UnsharpMask(unsigned char *Src, unsigned char *Dest, int Width, int Height, int Stride, int Radius, int Amount, in

0.前 抽象模型分级: • 系统级(system):用高级语言结构实现设计模块的外部性能的模型.• 算法级(algorithm):用高级语言结构实现设计算法的模型.• RTL级(Register Transfer Level):描述数据在寄存器之间流动和如何处理这些数据的模型.• 门级(gate-level):描述逻辑门以及逻辑门之间的连接的模型.• 开关级(switch-level):描述器件中三极管和储存节点以及它们之间连接的模型. 1.最基本的数据类型 reg型.wire型.integer

1. 基于RISC-V架构的开源处理器及SoC研究综述 https://mp.weixin.qq.com/s/qSD-q8y0_MY8R0MBA85ZZg 原文链接: https://blog.csdn.net/leishangwen/article/details/55006662 https://blog.csdn.net/leishangwen/article/details/55006804 https://blog.csdn.net/leishangwen/article/detail

文章目录 1. risv 相关背景 1.1 arm 授权费 1.2 riscv 发展历史 1.3 riscv 风险 2. 指令集 2.1 可配置的通用寄存器组 2.2 规整的指令编码 2.3 简洁的存储器访问指令 2.4 高效的分支跳转指令 2.5 简洁的子程序调用 2.6 无条件码执行 2.7 无分支延迟槽 2.8 无零开销硬件循环 2.9 简洁的运算指令 2.10 优雅的压缩指令子集 2.11 特权模式 2.12 CSR寄存器 2.13 中断和异常 2.14 矢量指令子集 2.15 自定制指

★PART1:32位的x86处理器执行方式和架构 1. 寄存器的拓展(IA-32) 从80386开始,处理器内的寄存器从16位拓展到32位,命名其实就是在前面加上e(Extend)就好了,8个通用寄存器被命名为EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,ESP和EBP,同样的,操作的时候必须要和寄存器的长匹配,比如下面的操作就是错的. 32位通用寄存器的高16位不可以单独使用,但是他们的低16位依然可以按照8086的使用方法一样使用.处理器在32位保护模式下可以使用全部的32条地址线,访问4

最近大概读一点UCB发布时间Rocket处理器的源代码,的每个文件的源代码的功能有一定的一般理解,Mark一点点. Rocket是一家64bit标量处理器,5第一阶段管道,用途risc-v指令集.综合FPU,还有很多or1200没有功能,实例:无堵塞高速缓存.分支预测.返回地址堆栈.硬件页表填充.cache支持ECC.支持多核等. Rocket的源代码是使用Chisel编写的,Chisel是UCB公布的基于Scala的领域特定语言.能够在https://github.com/ucb-bar/ro

引言 computer(计算机),顾名思义,就是用来compute(计算)的.计算机体系结构在上世纪五六十年代的时候,主要就是研究如何设计运算部件,就是想办法用最少的元器件(那时元器件很贵),最快的速度,完成加减乘除......等等这些运算.后来发现运算已经足够快了,快到已经无法提供足够的运算指令和运算的操作数了,人们才开始研究如何给运算部件提供足够的指令和数据,这就产生了cache啊,分支预测啊,流水线啊,等等技术. 本小节,我们就分析一下or1200的运算部件. 1,基础 在上世纪50年代中