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缓存行状态转换在ARM多核环境下的性能调优实践

共计 30 章节
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01
课程导论
ARM多核架构概述 · 缓存一致性问题的由来 · 性能调优的重要性
课程导论ARM
02
缓存基础
Cache层次结构（L1/L2/L3… · Cache Line概念 · Cache命中与缺失
缓存基础Cache
03
MESI协议基础
MESI四种状态（Modified/…
MESI协议基础
04
ARM的MOESI协议
ARM特有的Owned状态引入 · 与MESI的差异分析
ARMMOESI
05
缓存状态转换场景1
本地读缺失导致的状态迁移（从Inva…
缓存状态转换场景…Inva
06
缓存状态转换场景2
本地写命中导致的状态迁移（从Shar…
缓存状态转换场景…Shar
07
缓存状态转换场景3
远程读请求导致的状态迁移（Modif… · Owned→Shared）
缓存状态转换场景…Modif
08
缓存状态转换场景4
远程写请求导致的状态迁移（Share… · Modified→Invalid）
缓存状态转换场景…Share
09
窥探总线与目录协议
ARM CoreLink总线监听机制 · 目录式一致性协议简介
窥探总线目录协议
10
Store Buffer与Invalidation Queue
写缓冲与失效队列的工作原理 · Store forwarding
StoreBuffer
11
内存屏障指令
DMB · DSB · ISB指令详解
内存屏障指令DMB
12
Load-Acquire与Store-Release语义
ARMv8引入的原子操作语义 · C11内存模型映射
Load-AcquireStore-Releas…
13
独占访问指令
LDREX/STREX · LDAXR/STLXR实现原子操作与…
独占访问指令LDREX/STREX
14
自旋锁实现与优化
基于独占指令的自旋锁 · ticket spinlock · MCS锁对比
自旋锁实现优化
15
读写锁与RCU
读写锁的缓存一致性开销 · RCU在ARM上的实现考量
RCU读写锁
16
伪共享问题
False Sharing原理 · 性能影响 · 通过缓存行对齐解决
伪共享问题False
17
缓存行填充与对齐
__attribute__((ali… · cacheline_pad宏 · Linux内核中的____cache…
缓存行填充对齐
18
数据预取技术
PLD指令 · 软件预取与硬件预取 · 预取距离调优
数据预取技术PLD
19
非临时存储指令
STNP/LDNP指令 · 绕过缓存写入 · 流式处理优化
非临时存储指令STNP/LDNP
20
多核编程模型
Pthreads · OpenMP · C++ std
多核编程模型Pthreads
21
性能计数器
ARM PMU（Performanc… · 读取缓存事件
性能计数器ARM
22
perf工具使用
perf stat/record/r… · 缓存行状态
perf工具使用
23
Linux内核perf_event子系统
编程接口 · 自定义缓存事件采样
Linuxperf
24
Valgrind/Cachegrind
模拟分析缓存行为 · 识别伪共享与缓存缺失热点
Valgrind/Cac…模拟分析缓存行为
25
ARM Streamline工具
ARM DS-5/Streamlin… · 缓存可视化
ARMStreamline
26
案例1
多线程计数器优化——从原子操作到pe…
案例1pe
27
案例2
生产者-消费者队列——DMB指令放置…
案例2DMB
28
案例3
哈希表并发读写——读写锁拆分与缓存行…
案例3哈希表并发读写
29
案例4
内存屏障消除——Release一致性…
案例4Release
30
课程总结
ARM缓存一致性最佳实践清单 · 性能调优方法论 · 未来趋势（CHI协议
课程总结ARM