如何在 ubuntu 中分析 TLB 命中和 TLB 未命中

Question

我编写了一个简单的 C++ 程序，使用 for 循环打印从 1 到 100 的数字。我想找到特定程序在运行时发生的 TLB 命中和未命中的数量。有没有可能获得这些数据？

我正在使用Ubuntu。我使用过 perf 工具。但它在不同的时期产生不同的结果。我很困惑我的代码的哪一部分导致了如此大量的 TLB 命中、TLB 未命中和缓存未命中。

当然，可能还有其他进程同时运行，例如 Ubuntu GUI。但是，这个结果是否也包含了那些过程呢？ 我使用的命令： perf stat -e dTLB-loads -e dTPerformance counter stats for './hellocc':

结果：第一次 -

       909,822 dTLB-loads                                                  
         2,023 dTLB-misses               #    0.22% of all dTLB cache hits 
         4,512 cache-misses                                                

   0.006821182 seconds time elapsed

LB-misses ./hellocc

结果：第二次 - Performance counter stats for './hellocc' ：

       907,810 dTLB-loads                                                  
         2,045 dTLB-misses               #    0.23% of all dTLB cache hits 
         4,533 cache-misses                                                

   0.006780635 seconds time elapsed

我的简单代码：

#include <iostream>    
using namespace std;    
int main
{    
    cout << "hello" << "\n";    
    for(int i=1; i <= 100; i = i + 1)    
        cout<< i << "\t" ;    
    return 0;    
}

Answer 1

模拟这种情况的一种方法是使用 cachegrind，它是 valgrind 的一部分。

Cachegrind 模拟您的程序如何与计算机的缓存层次结构和（可选）分支预测器交互。它模拟具有独立的一级指令和数据缓存（I1 和 D1）并由统一的二级缓存（L2）支持的机器。这与许多现代机器的配置完全匹配。

虽然这不是您的硬件（我认为您无法使用），但它是一个很好的替代品。

Answer 2

程序的缓存行为取决于当时系统上发生的其他情况。

在 Linux 系统上，有许多进程在运行，例如 X 服务器和窗口管理器、终端、编辑器、各种守护进程以及正在运行的任何其他进程（例如 Web 浏览器）。

根据调度程序的变幻莫测以及这些其他程序对您的系统提出的要求，您的程序的数据可能会也可能不会保留在缓存中（调度程序甚至可能将您的进程完全分页到交换文件），因此缓存未命中的数量将根据正在运行的其他应用程序而有所不同。