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Linux 如何启动两个CPU内核同时运行指令？

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例如，在X86中，2个CPU内核运行不同的软件线程。
目前，这两个线程需要同时在其CPU内核上运行。
有没有一种方法可以同步这两个CPU内核/线程，或者类似的方法，使它们在（几乎）相同的时间（指令级）开始运行？

取决于您对“几乎”相同时间的定义，这在微体系结构上是一个非常困难的问题

即使是“运行”的定义也不够具体，如果你关心周期的计时。您的意思是从前端到故障后端的问题吗？执行？（分派到执行单元？或在不需要重播的情况下成功完成执行？）或退出

我倾向于使用Execute1，因为像
rdtsc
这样的指令会对时间戳计数器进行采样。这是一个你可以记录的时间，然后比较

脚注1：在正确的道路上，而不是在错误猜测的阴影下，除非你也同意不到退休的死刑

但是，当您关心的指令执行时，如果这两个内核具有不同的ROB/RS状态，它们将不会继续锁定步骤。（像一些前Silvermont原子和早期的Xeon Phi:Knight’s Corner一样，订购的x86-64 CPU非常少。今天的x86-64 CPU都已经坏了，低功耗Silvermont系列之外的其他CPU也在积极地使用大型ROB+调度程序。）

x86 asm技巧： 我没有使用它，但是x86 asm
监视器
/
mwait
让两个CPU都监视并等待写入给定内存位置可能会起作用。我不知道唤醒有多同步。我猜睡眠越深，延迟的变化就越小

在写入之前中断的早期唤醒总是可能的。除非您禁用中断，否则您将无法在100%的时间内实现这一点；希望你只需要有一些合理的成功机会就可以实现它，并且能够事后判断你是否实现了它

（在最近的低功耗英特尔CPU（Tremont）上，可以使用用户空间可用的版本：
umonitor
/
umwait
。但在内核中，您可能只需使用
监视器
/
mwait
）

如果
umonitor
/
umwait
可用，则意味着您具有WAITPKG CPU功能，该功能还包括：如
暂停
，但要等到给定的TSC时间戳

在现代x86 CPU上，TSC通过硬件在所有内核之间同步，因此对多个内核使用相同的唤醒时间使这变得微不足道

否则，您可能会在
rdtsc
截止日期前旋转等待，在Skylake上最坏的情况下可能会在25个周期内

rdtsc
在Skylake（）上每25个周期就有一个吞吐量，因此您预计每个线程平均会延迟12.5个周期离开自旋等待循环（+-12.5）。我假设两个线程的分支预测失误成本是相同的。这些是核心时钟周期，而不是rdtsc计数的参考周期。RDTSC通常接近最大非turbo时钟。有关来自C的RDTSC的更多信息，请参阅

请参阅，了解在
rdtsc
上旋转等待截止日期的asm函数。您可以很容易地用C编写此函数

初始启动后保持同步： 在多核Xeon上，每个核都可以独立更改频率，您需要将CPU频率固定到某个值，可能max non turbo将是一个不错的选择。否则，由于内核的时钟速度不同，它们显然会立即去同步

在桌面上，您可能无论如何都想这样做，以防暂停时钟以更改CPU频率会造成问题

分支预测失误、缓存未命中、甚至ROB/RS初始状态的任何差异都可能导致严重的失同步

更重要的是，与在已经运行的任务中再运行一条指令相比，中断是巨大的，并且需要很长的时间。它甚至可以导致调度程序执行到另一个线程的上下文切换。或者为任务进行CPU迁移，显然要花费很多周期。

使用共享变量在两个线程之间传递基于
rdtsc
的截止日期。例如，设置一个截止日期，例如当前
rdtsc
值加10000

然后让两个线程在
rdtsc
上旋转，直到当前
rdtsc
值和阈值之间的间隙小于阈值
T
（T=100应该可以）。最后，使用最终间隙值（即deadline
rdtsc
值减去上次读取的
rdtsc
值）跳转到一系列相关的add指令中，以便add指令的数量等于间隙

这最后一步补偿了这样一个事实，即每个芯片通常不会与其
rdtsc
自旋环“同相”。例如，假设
rdtsc
读取的背对背吞吐量为30个周期，一个芯片可能会读取890、920、950等，而另一个芯片可能会读取880、910、940等，因此如果单独使用
rdtsc
，则会出现10或20个周期的错误。使用添加幻灯片补偿，如果截止日期为1000，阈值为100，则第一个线程将在
rdtsc==920
处触发并执行80个添加，而第二个线程将在
rdtsc==910
处触发并执行90个添加。原则上，这两个核心然后大致同步

一些注意事项：

  • 以上假设CPU频率等于标称
    rdtsc
    频率-如果不是这种情况，则在计算跳转到添加幻灯片的位置时，必须基于标称与真实频率比率应用补偿系数
  • 不要期望您的CPU说Synched for