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博客

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Intel Golden Cove 微架构评测

背景

前段时间测试了 AMD/Apple/Qualcomm/ARM 的处理器的微架构，自然不能漏了 Intel。虽然 Intel 已经出了 Redwood Cove 和 Lion Cove，但手上没有设备，而且 Golden Cove 也是“相对比较成功”（“缩缸的是 Raptor Cove，和我 Golden Cove 有什么关系，虽然其实 Raptor Cove 是 Golden Cove Refresh”）的一代微架构，用在了 Alder Lake 和 Sapphire Rapids 上，因此就来分析它，后续有机会也会分析一下对应的 E 核架构 Gracemont。

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Apple M1 (Firestorm & Icestorm) 微架构评测

背景

虽然 Apple M1 已经是 2020 年的处理器，但它对苹果自研芯片来说是一个里程碑，考虑到 X Elite 处理器的 Oryon 微架构和 Apple M1 性能核 Firestorm 微架构的相似性，还是测试一下这个 Firestorm + Icestorm 微架构在各个方面的表现。Apple A14 采用了和 Apple M1 一样的微架构。

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Linux 的性能分析（Perf）实现探究

背景

最近使用 Linux 的性能分析功能比较多，但是很少去探究背后的原理，例如硬件的 PMU 是怎么配置的，每个进程乃至每个线程级别的 PMU 是怎么采样的。这篇博客尝试探究这背后的原理。

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SPEC CPU 2017 在其他指令集上的编译

SPEC CPU 2017 官方只附带了 arm/ppc/sparc/riscv/x86 指令集的预编译 tools，如果要在其他指令集上使用，就需要首先编译 tools，过程如下：

# https://gist.github.com/cyyself/4cee148ad11081dde7b938e3584b4536
wget -O config.guess 'https://git.savannah.gnu.org/gitweb/?p=config.git;a=blob_plain;f=config.guess;hb=HEAD'
wget -O config.sub 'https://git.savannah.gnu.org/gitweb/?p=config.git;a=blob_plain;f=config.sub;hb=HEAD'
cp config.* /mnt/tools/src/expat-2.1.0/conftools/
cp config.* /mnt/tools/src/make-4.2.1/config/
cp config.* /mnt/tools/src/rxp-1.5.0/
cp config.* /mnt/tools/src/specinvoke/
cp config.* /mnt/tools/src/specsum/build-aux/
cp config.* /mnt/tools/src/tar-1.28/build-aux/
cp config.* /mnt/tools/src/xz-5.2.2/build-aux/
# fix glob impl
# https://github.com/GQBBBB/GQBBBB.github.io/issues/10
# http://git.savannah.gnu.org/cgit/make.git/patch/?id=48c8a116a914a325a0497721f5d8b58d5bba34d4
sed -i 's/_GNU_GLOB_INTERFACE_VERSION ==/_GNU_GLOB_INTERFACE_VERSION >=/' /mnt/tools/src/make-4.2.1/glob/glob.c
# fix missing test_driver.pl
# https://bugs.gentoo.org/613772
# http://git.savannah.gnu.org/cgit/make.git/commit/tests/run_make_tests.pl?id=d9d4e06084a4c7da480bd49a3487aadf6ba77b54
sed -i 's/require "test_driver.pl";/use FindBin;\nuse lib "$FindBin::Bin";\n\0/' /mnt/tools/src/make-4.2.1/tests/run_make_tests.pl
# fix wildcard test sigsegv
# https://lore.kernel.org/all/20200122223655.2569-1-sno@netbsd.org/T/
# http://git.savannah.gnu.org/cgit/make.git/commit/?id=193f1e81edd6b1b56b0eb0ff8aa4b41c7b4257b4
sed -i 's/gl->gl_stat = local_stat;/gl->gl_lstat = lstat;\n\0/' /mnt/tools/src/make-4.2.1/dir.c
# missing include ctype.h for isxdigit
sed -i 's/#include "xfreopen.h"/#include <ctype.h>\n\0/' /mnt/tools/src/specsum/src/md5sum.c
# fix gcc version detection
sed -i 's/1\*)/1.\*)/g' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/Configure
# fix gettime test
sed -i 's/timegm(0,0,0,1,0,70)/timegm(0,0,0,1,0,1970)/g' /mnt/tools/src/TimeDate-2.30/t/getdate.t
# fix re.o generated instead of re.so
sed -i 's/main/int main/g' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/hints/linux.sh
# GCC 15 default C23 fixes:
# 1. missing __alignof_is_defined && alignof macro
sed -i 's/#include <stdalign.h>/#define __alignof_is_defined 1\n#define alignof _Alignof\n\0/' /mnt/tools/src/specsum/tests/test-stdalign.c
# 2. hack stdbool.h detection
sed -i 's/#ifdef HAVE_STDBOOL_H/#if 1/' /mnt/tools/src/specinvoke/specinvoke.h
# 3. fix conflicting types for cleanup_os
sed -i 's/cleanup_os();/cleanup_os(specinvoke_state_t *si);/' /mnt/tools/src/specinvoke/specinvoke.h
# 4. fix char ** incompatible conversion to char*
sed -i 's/safesysrealloc(environ,/safesysrealloc((char*)environ,/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/util.c
sed -i 's/safesysfree(environ);/safesysfree((char*)environ);/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/perl.c
# 5. fix SDBM_FILE* incompatible conversion to char *
sed -i 's/safefree(db)/safefree((char*)db)/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/ext/SDBM_File/SDBM_File.xs
# 6. fix conflicting types for malloc/free
sed -i 's/extern Malloc_t malloc/extern void *malloc/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/ext/SDBM_File/sdbm.c
sed -i 's/extern Free_t free proto((Malloc_t))/extern void free proto((void *))/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/ext/SDBM_File/sdbm.c
# build tools
cd /mnt && echo 'y' | SKIPTOOLSINTRO=1 FORCE_UNSAFE_CONFIGURE=1 MAKEFLAGS=-j16 ./tools/src/buildtools

例如在 LoongArch 上编译 SPEC CPU 2017 的 Dockerfile，假设 SPEC CPU 2017 已经解压到 /mnt：

RUN cd /mnt && tar xvf install_archives/tools-src.tar
RUN wget -O config.guess 'https://git.savannah.gnu.org/gitweb/?p=config.git;a=blob_plain;f=config.guess;hb=HEAD'
RUN wget -O config.sub 'https://git.savannah.gnu.org/gitweb/?p=config.git;a=blob_plain;f=config.sub;hb=HEAD'
RUN cp config.* /mnt/tools/src/expat-2.1.0/conftools/
RUN cp config.* /mnt/tools/src/make-4.2.1/config/
RUN cp config.* /mnt/tools/src/rxp-1.5.0/
RUN cp config.* /mnt/tools/src/specinvoke/
RUN cp config.* /mnt/tools/src/specsum/build-aux/
RUN cp config.* /mnt/tools/src/tar-1.28/build-aux/
RUN cp config.* /mnt/tools/src/xz-5.2.2/build-aux/
# https://gist.github.com/cyyself/4cee148ad11081dde7b938e3584b4536
# fix glob impl
# https://github.com/GQBBBB/GQBBBB.github.io/issues/10
# http://git.savannah.gnu.org/cgit/make.git/patch/?id=48c8a116a914a325a0497721f5d8b58d5bba34d4
RUN sed -i 's/_GNU_GLOB_INTERFACE_VERSION ==/_GNU_GLOB_INTERFACE_VERSION >=/' /mnt/tools/src/make-4.2.1/glob/glob.c
# fix missing test_driver.pl
# https://bugs.gentoo.org/613772
# http://git.savannah.gnu.org/cgit/make.git/commit/tests/run_make_tests.pl?id=d9d4e06084a4c7da480bd49a3487aadf6ba77b54
RUN sed -i 's/require "test_driver.pl";/use FindBin;\nuse lib "$FindBin::Bin";\n\0/' /mnt/tools/src/make-4.2.1/tests/run_make_tests.pl
# fix wildcard test sigsegv
# https://lore.kernel.org/all/20200122223655.2569-1-sno@netbsd.org/T/
# http://git.savannah.gnu.org/cgit/make.git/commit/?id=193f1e81edd6b1b56b0eb0ff8aa4b41c7b4257b4
RUN sed -i 's/gl->gl_stat = local_stat;/gl->gl_lstat = lstat;\n\0/' /mnt/tools/src/make-4.2.1/dir.c
# missing include ctype.h for isxdigit
RUN sed -i 's/#include "xfreopen.h"/#include <ctype.h>\n\0/' /mnt/tools/src/specsum/src/md5sum.c
# fix gcc version detection
RUN sed -i 's/1\*)/1.\*)/g' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/Configure
# fix gettime test
RUN sed -i 's/timegm(0,0,0,1,0,70)/timegm(0,0,0,1,0,1970)/g' /mnt/tools/src/TimeDate-2.30/t/getdate.t
# fix re.o generated instead of re.so
RUN sed -i 's/main/int main/g' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/hints/linux.sh
# GCC 15 default C23 fixes:
# 1. missing __alignof_is_defined && alignof macro
RUN sed -i 's/#include <stdalign.h>/#define __alignof_is_defined 1\n#define alignof _Alignof\n\0/' /mnt/tools/src/specsum/tests/test-stdalign.c
# 2. hack stdbool.h detection
RUN sed -i 's/#ifdef HAVE_STDBOOL_H/#if 1/' /mnt/tools/src/specinvoke/specinvoke.h
# 3. fix conflicting types for cleanup_os
RUN sed -i 's/cleanup_os();/cleanup_os(specinvoke_state_t *si);/' /mnt/tools/src/specinvoke/specinvoke.h
# 4. fix char ** incompatible conversion to char*
RUN sed -i 's/safesysrealloc(environ,/safesysrealloc((char*)environ,/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/util.c
RUN sed -i 's/safesysfree(environ);/safesysfree((char*)environ);/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/perl.c
# 5. fix SDBM_FILE* incompatible conversion to char *
RUN sed -i 's/safefree(db)/safefree((char*)db)/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/ext/SDBM_File/SDBM_File.xs
# 6. fix conflicting types for malloc/free
RUN sed -i 's/extern Malloc_t malloc/extern void *malloc/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/ext/SDBM_File/sdbm.c
RUN sed -i 's/extern Free_t free proto((Malloc_t))/extern void free proto((void *))/' /mnt/tools/src/perl-5.24.0/ext/SDBM_File/sdbm.c
# build tools
RUN cd /mnt && echo 'y' | SKIPTOOLSINTRO=1 FORCE_UNSAFE_CONFIGURE=1 MAKEFLAGS=-j16 ./tools/src/buildtools
RUN mkdir -p /mnt/config
RUN cd /mnt && . ./shrc && packagetools linux-loong64
RUN /mnt/install.sh -f

参考官方文档：Building the SPEC CPU®2017 Toolset。

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内存模型和内存序

背景

内存模型和内存序是一个贯穿软硬件实现的概念，你可以在 CPU 微架构，总线，到汇编指令，编译器和编程语言中看到它们。本文主要来探讨这些问题。

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Qualcomm Oryon 微架构评测

背景

最近借到一台 Surface Laptop 7 可以拿来折腾，它用的是高通 Snapdragon X Elite 处理器，借此机会测试一下这个微架构在各个方面的表现。

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分支预测的 2-taken 和 2-ahead

背景

随着 Zen 5 的推出，更多 Zen5 的架构设计细节被公开，可以看到 Zen 5 前端出现了令人瞩目的变化：引入了 2-taken, 2-ahead 分支预测的设计。这是什么意思？它架构上是怎么实现的？可以带来哪些性能提升？

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在 Surface Laptop 7 上运行 Debian Linux

背景

最近借到一台 Surface Laptop 7 可以拿来折腾，它用的是高通 Snapdragon X Elite 处理器，跑的是 Windows on Arm 系统。但作为 Linux 用户，肯定不满足于 WSL，而要裸机上安装 Linux。由于这个机器太新，所以安装的过程遇到了很多坎坷。

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开发一个链接器（4）

本文同步发布到本人的知乎。

前言

这个系列的前三篇博客实现了一个简单的静态链接器，它可以输入若干个 ELF .o 文件，输出 ELF 可执行文件或者动态库。接下来，我们要进一步支持动态库，不仅可以生成动态库，还支持让动态库参与到静态链接当中。

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开发一个链接器（3）

本文同步发布到本人的知乎。

前言

这个系列的前两篇博客实现了一个简单的静态链接器，它可以输入若干个 ELF .o 文件，输出 ELF 可执行文件。接下来，我们进一步支持动态库：输入若干个 ELF .o 文件，输出 ELF 动态库。

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开发一个链接器（2）

本文同步发布到本人的知乎。

前言

这个系列的第一篇博客实现了一个最简单的静态链接器，它可以输入单个 ELF .o 文件，输出 ELF 可执行文件。接下来，我们需要把它升级到支持输入两个或者更多的 ELF .o 文件。

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开发一个链接器（1）

本文同步发布到本人的知乎。

前言

无论是在课程中还是实践中，都经常和链接器打交道。在这个过程中，大概了解了它的工作原理，对于常见的错误可以知道大概是怎么一回事，以及如何解决。但最近遇到一些涉及到链接器内部的问题，才发现自己对链接器的内部的了解还是比较匮乏的。因此想到自己开发一个链接器，在开发的过程中学习。