システムコールを使用したキャッシュ汚染

Question

フレンドオペレーティングシステムによるキャッシュ汚染がアプリケーションのパフォーマンスに及ぼす影響を調べたいと思います。
このために私は小さなカスタムベンチマークプログラムを作成しました。

1. malloc an array of size = l1 data cache-size 
2. repeat ... sweep this array from start to end (hit-rate = 1.0) 
3. *** perform a system call that thrashes l1 data cache *** 
4. sweep the array once again (expected hit-rate = ~0.7 ---> 1.0) 

アルゴリズムのステップ2は、完全な配列を繰り返し読み取ります。うまくいけば、配列はキャッシュに残り、ヒット率は1になります。

私はシステムコールを実行した後、もう一度キャッシュを読み込もうとします。しかし、私は、OSがユーザに属するいくつかのキャッシュラインを退去したと仮定します。

ご覧のとおり、プログラムはシステムコールを使用して、l1データキャッシュから多くのユーザーデータ行を削除します。どうすればこれを達成できますか？

私は、システムコールがファイル関連またはストリーム関連であると仮定します。

Answer 1

L1キャッシュへの影響は、システムコールによって異なります。 1つの方法は、いくつかの異なるシステムコールをループし、それぞれの影響を測定することである（例えば、バッファのサイズを変えることができるwrite()などのI/O関連コールを含む）。

のvsyscalls（例：gettimeofday()）のようなシステムコールは、カーネルスペースに切り替える必要がないため、システムコールを避けることをお勧めします。 [1,2]を参照してください。

L1dでエフェクトを分離したいと思うように聞こえるかもしれません。もう1つ注意する必要があることは次のとおりです。ステップ2で、アレイをループした後、L1iキャッシュにデータが読み込まれます。システムコールが完了すると、L1i との両方が汚染されている可能性があります。そのため、iキャッシュミスのパフォーマンス上の影響もあります。

詳細な測定結果を得るには、アーキテクチャに応じてハードウェアパフォーマンスカウンタを使用することができます。