问题与练习
- 解决
perf-ninja::pgo实验作业。 - 尝试为代码段使用大页。选择一个大型应用程序（如果能够访问源代码则更佳，但不是必需的），其二进制文件大小超过100MB。尝试使用 [@sec:FeTLB] 中描述的一种方法将其代码段重新映射到大页上。观察性能的任何变化，
/proc/meminfo中的大页分配情况，以及测量 ITLB 命中和未命中的 CPU 性能计数器。 - 假设你有一段代码，其中包含一个循环中的 C++ switch 语句。你已经对代码进行了分析，并发现 switch 语句中的一个特定情况占了 70% 的时间。其他 40 种情况每种使用时间不到 3%，另外 20 种情况从未发生。你会如何优化这个 switch/循环的性能？
- 在你日常使用的应用程序上运行 PGO、llvm-bolt 或 Propeller。比较“优化前”和“优化后”的性能分析，以了解加速来自何处。
AI回答:
解决
perf-ninja::pgo实验作业：- 首先，确保你有一个支持PGO（Profile Guided Optimizations）的编译环境，比如GCC或Clang。
- 编译你的程序，启用PGO插桩（instrumentation），这通常涉及到添加特定的编译器标志，如
-fprofile-instr-generate。 - 使用你的程序运行一系列代表性的工作负载，以收集性能数据。这通常涉及到运行程序多次，或者使用特定的工具来收集运行时数据。
- 分析收集到的性能数据，这可能包括函数调用次数、循环迭代次数等。
- 使用这些数据重新编译你的程序，启用PGO使用（
-fprofile-use）来生成优化后的二进制文件。 - 测试优化后的程序，比较性能提升。
尝试为代码段使用大页：
- 选择一个大型应用程序，确保其二进制文件大小超过100MB。
- 在Linux系统上，你可以使用
madvise系统调用来建议内核使用大页。例如，madvise((void *)address, size, MADV_HUGEPAGE)。 - 另一种方法是在编译时使用特定的链接器选项，如
-Wl,-zmax-page-size=2M，这会告诉链接器尝试将代码段放置在2MB大页上。 - 观察性能变化，可以通过运行基准测试来完成。
- 查看
/proc/meminfo文件来确认大页的使用情况。 - 使用性能分析工具（如
perf）来测量ITLB的命中和未命中情况。
优化C++ switch语句：
- 对于频繁执行的特定情况，可以考虑将其提取到一个单独的函数中，以减少switch语句的复杂性。
- 对于从未发生的分支，可以完全移除它们，以简化switch语句。
- 对于使用频率较低的分支，可以考虑使用跳转表（jump table）或者基于范围的switch来优化。
- 如果switch语句基于某些可预测的模式（如枚举类型），可以考虑使用位掩码或查找表来加速决策过程。
运行PGO、llvm-bolt或Propeller：
- 对于PGO，按照上述步骤1的指导进行。
- 对于llvm-bolt，可以使用
llvm-bolt工具对二进制文件进行优化。这通常涉及到反汇编代码，应用优化，然后重新链接。 - 对于Propeller，这是一个二进制重链接工具，它依赖于链接器输入，可以在多个机器上分布式运行。
- 在优化前后，使用性能分析工具（如
perf）来比较性能指标，如CPU周期、缓存命中率等，以了解性能提升的来源。