Assembly x2APIC中的MSR性能

正如我们所知，在x2APIC中，我们使用MSR而不是xAPIC使用的MMIO。 但是根据我的测试，我发现MSR的访问速度比MMIO慢得多

例如，在我的环境中，我编写了一个简单的测试用例，如下所示：

static __inline__ void __loApicWrite
(
UINT32    * addr,
UINT32      value
)
{
__asm__ volatile
    (
    "movl    %1, %0"
    : "=m" (*(addr))
    : "ir" (value)
    );
}

void MSR_vs_MMIO(int way)
{
unsigned long a;
unsigned long b;
int i = 0;

msrReg = MSR_BASE_ADDRESS + (LOAPIC_ESR >> 4);

if (way == 0) /*MSR*/
    {
    for (i = 0; i < 1000; i++)
        {
        a = pentiumTscGet();    

        __asm__ volatile
        (
        "wrmsr\n"
        : : "c" (msrReg), "a"(0), "d" (0)
        );

        b =  pentiumTscGet();   

        if ( b > a ) 
            benchmark_record[i] = b - a ;
        }
    }

else         /*MMIO*/
    {
    for (i = 0; i < 1000; i++)
        {
        a =  pentiumTscGet();   

        __loApicWrite((UINT32 *)((0x82244000) + LOAPIC_ESR), 0);
        b =  pentiumTscGet();   

        if ( b > a )
            benchmark_record[i] = b - a ;
        }
    }

return;

static\uuuuu inline\uuuuu void\uuuu loApicWrite
(
UINT32*地址：，
UINT32值
)
{
__反复无常
(
移动%1，%0
：“=m”（*（地址））
：“ir”（值）
);
}
无效MSR_vs_MMIO（内部方式）
{
无符号长a；
无符号长b；
int i=0；
msrReg=MSR\U基地址+（LOAPIC\U ESR>>4）；
如果（方式==0）/*MSR*/
{
对于（i=0；i<1000；i++）
{
a=奔腾TSGET（）；
__反复无常
(
“wrmsr\n”
：“c”（msrReg）、“a”（0）、“d”（0）
);
b=奔腾TSGET（）；
如果（b>a）
基准记录[i]=b-a；
}
}
else/*MMIO*/
{
对于（i=0；i<1000；i++）
{
a=奔腾TSGET（）；
__loApicWrite（（UINT32*）（（0x82244000）+loapicu ESR），0；
b=奔腾TSGET（）；
如果（b>a）
基准记录[i]=b-a；
}
}
返回；

}

如果我运行“MSR_vs_MMIO 0”，我得到的数字大约是310。 如果我运行“MSR_vs_MMIO 1”，我得到的数字大约是40

我在启用和禁用x2APIC的情况下在系统上进行测试。当我在启用x2APIC的情况下启动系统时，我运行测试“MSR\u vs_MMIO 0”，当我在禁用x2APIC的情况下启动系统时，我运行测试“MSR\u vs_MMIO 1”。然后我收集了数据，发现性能有很大的不同

因此，MMIO似乎比MSR访问快8倍左右

这个结果是否如预期的那样？《英特尔手册》（我搜索过但没有得到答案）中是否有任何文档描述x2APIC中的MSR和xAPIC中的MMIO之间的性能差异

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谢谢。

假设您的系统以x2apic模式启动，APIC的MMIO接口将被禁用，因此您的MMIO代码实际上不会访问APIC。请参阅“英特尔SDM”第10.12.2节。

如果系统以x2apic模式启动，则APIC的MMIO接口将被禁用，因此MMIO代码实际上不会访问APIC。请参阅“英特尔SDM”第10.12.2节。

这可能与计时无关，但您的内联asm已损坏；）与此相关的是“WRMSR指令是一条串行化指令”（引用自指令集参考手册：））谢谢Jester，你能告诉我损坏的内联asm吗？你正在调零

eax

和

edx

，但没有告诉编译器，你需要对它们进行重击，或者更好，将输入作为

“a”（0）、“d”（0）

传递，并删除

movl

s。谢谢Jester，我将更新我的内联asm。顺便说一句，我检查了x2APIC规范，发现了一个声明：“为了在x2APIC模式下有效地访问APIC寄存器，在写入APIC寄存器时，WRMSR的序列化语义是宽松的。”。所以问题似乎不是由“序列化”引起的。你也可以考虑对各种不同的APIC寄存器的访问。它们可能不完全相同，制造商可能更可能提高正常操作中访问的寄存器的性能，而不是设置/初始化代码或错误情况。这可能与计时无关，但您的内联asm已损坏；）与此相关的是“WRMSR指令是一条串行化指令”（引用自指令集参考手册：））谢谢Jester，你能告诉我损坏的内联asm吗？你正在调零

eax

和

edx

，但没有告诉编译器，你需要对它们进行重击，或者更好，将输入作为

“a”（0）、“d”（0）

传递，并删除

movl

s。谢谢Jester，我将更新我的内联asm。顺便说一句，我检查了x2APIC规范，发现了一个声明：“为了在x2APIC模式下有效地访问APIC寄存器，在写入APIC寄存器时，WRMSR的序列化语义是宽松的。”。所以问题似乎不是由“序列化”引起的。你也可以考虑对各种不同的APIC寄存器的访问。它们可能不完全相同，制造商可能更可能改进正常操作中访问的寄存器的性能，而不是设置/初始化代码或错误情况。感谢prl的评论。实际上，我在启用和禁用x2APIC的情况下在系统上进行测试。当我在启用x2APIC的情况下启动系统时，我运行测试“MSR\u vs_MMIO 0”，当我在禁用x2APIC的情况下启动系统时，我运行测试“MSR\u vs_MMIO 1”。然后我收集数据，发现性能有很大的不同。您应该在问题中说您在两个测试之间重新启动。@prl这也是我在设备管理器或上看不到APIC的原因！我的卡比湖系统上的pcitree（因为它使用x2APIC）感谢prl的评论。实际上，我在启用和禁用x2APIC的情况下在系统上进行测试。当我在启用x2APIC的情况下启动系统时，我运行测试“MSR\u vs_MMIO 0”，当我在禁用x2APIC的情况下启动系统时，我运行测试“MSR\u vs_MMIO 1”。然后我收集数据，发现性能有很大的不同。您应该在问题中说您在两个测试之间重新启动。@prl这也是我在设备管理器或上看不到APIC的原因！我的kaby lake系统上的pcitree（因为它使用x2APIC）