用linux perf指令來分析程式的cpu cache miss現象

     先來看一段簡單的程式：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv)
{
	int a[1000][1000];
	if(1 == argc)
	{
		for(int i = 0; i < 1000; ++i)
		{
				for(int j = 0; j < 1000; ++j)
				{
						a[i][j] = 0;
				}
		}
	}
	else
	{
		for(int i = 0; i < 1000; ++i)
		{
				for(int j = 0; j < 1000; ++j)
				{
						a[j][i] = 0;
				}
		}
	}

	return 0;
}
           

       上面有兩個小程式片段， 哪段效率高？ 顯然， 第一段效率高， 為什麼呢？ 因為在C/C++中，數組是按行存儲的，程式的按行通路可以充分利用程式的局部性原理（空間局部性）， 用time指令來看看結果：

taoge$ time ./a.out 

real    0m0.006s
user    0m0.004s
sys     0m0.000s
taoge$ time ./a.out 

real    0m0.006s
user    0m0.004s
sys     0m0.000s
taoge$ time ./a.out 

real    0m0.006s
user    0m0.004s
sys     0m0.000s
taoge$ time ./a.out 1

real    0m0.009s
user    0m0.004s
sys     0m0.008s
taoge$ time ./a.out 1

real    0m0.010s
user    0m0.004s
sys     0m0.004s
taoge$ time ./a.out 1

real    0m0.010s
user    0m0.004s
sys     0m0.004s
           

        顯然， 第二段程式的real time要大， 用perf分析下原因：

taoge$ perf stat -e L1-dcache-load-misses ./a.out

 Performance counter stats for './a.out':

           101,870 L1-dcache-load-misses                                       

       0.005415735 seconds time elapsed

taoge$ 
taoge$ 
taoge$ perf stat -e L1-dcache-load-misses ./a.out

 Performance counter stats for './a.out':

           100,231 L1-dcache-load-misses                                       

       0.005486385 seconds time elapsed

taoge$ 
taoge$ 
taoge$ perf stat -e L1-dcache-load-misses ./a.out

 Performance counter stats for './a.out':

           103,496 L1-dcache-load-misses                                       

       0.005329914 seconds time elapsed

taoge$ 
taoge$ 
taoge$ perf stat -e L1-dcache-load-misses ./a.out 1

 Performance counter stats for './a.out 1':

         1,122,333 L1-dcache-load-misses                                       

       0.012910445 seconds time elapsed

taoge$ 
taoge$ 
taoge$ perf stat -e L1-dcache-load-misses ./a.out 1

 Performance counter stats for './a.out 1':

         1,093,971 L1-dcache-load-misses                                       

       0.009197791 seconds time elapsed

taoge$ 
taoge$ 
taoge$ perf stat -e L1-dcache-load-misses ./a.out 1

 Performance counter stats for './a.out 1':

         1,099,561 L1-dcache-load-misses                                       

       0.009234823 seconds time elapsed

taoge$ 
           

       顯而易見了，  cache miss太多了。

       理論聯系實際地了解一下， 有好處。