MSVC中的JCC勘误表

本博客的内容由英特尔公司的Gautham Beeraka提供。

英特尔最近宣布 跳转条件码（JCC）勘误表 它的一些处理器可能会出现这种情况。MSVC团队一直在与英特尔合作，在编译器中提供一个软件修复程序，以减轻防止出现错误的微码更新对性能的影响。

介绍

关于JCC勘误表，有三件事你应该知道：

1. 勘误表是什么，它对你有什么影响。
2. 微码更新，以防止错误，如果你有它和它的副作用。
3. MSVC编译器支持减轻微码更新的副作用。

下面将对每个主题进行解释。

JCC勘误表

上面提到的英特尔白皮书中列出的处理器有一个异常，在某些情况下可能会出现这种异常，这些情况涉及到覆盖缓存线边界的跳转指令。这种不稳定会导致在这些处理器上运行的软件出现不可预知的行为。如果您的软件在这些处理器上运行，则会受到此错误的影响。

微码更新

应用微码更新（MCU）可以防止JCC错误。MCU的工作原理是防止覆盖或结束于32字节边界的跳转指令（如下图所示）被缓存在解码的uop缓存中。MCU影响条件跳转、宏融合条件跳转、直接无条件跳转、间接跳转、直接/间接调用和返回。

MCU将通过Windows Update分发。一旦我们有了更多关于Windows更新的信息，我们就会更新这个博客。请注意，MCU并不特定于Windows，也适用于其他操作系统。

应用MCU可以降低在修补过的机器上运行的软件的性能。根据我们的测量，我们看到影响在0-3%之间。对一些异常微基准点的影响更大。

MSVC编译器中的软件缓解

为了减轻性能影响，开发人员可以使用 /QIntel jcc勘误表 在MSVC编译器中切换。我们观察到，使用此修复程序重建后，性能退化变得可以忽略不计。根据我们的测量，这个开关可以增加大约3%的代码大小。

如何启用软件缓解？

从VisualStudio2019版本16.5预览版2开始，开发人员可以应用软件缓解对MCU性能的影响。要为代码启用JCC勘误表的软件缓解，只需在项目属性页的“代码生成”部分下选择“是”：

一些未记录的编译器标志也可用于限制软件缓解的范围，如下所示。这些标志可以用于实验，但我们不承诺在将来的版本中为它们提供服务。

1. /d2QIntel jcc勘误表部分 –这仅在函数中的循环内应用缓解。
2. /d2QIntel jcc勘误表： –这仅适用于file.txt中指定的函数。
3. /d2QIntel jcc勘误表部分： –这仅适用于file.txt中指定函数中的循环。

中给出的函数名是编译器使用的修饰函数名。

要启用这些标志，请将它们添加到项目属性页“命令行”部分下的“附加选项”中：

所有这些开关只在发布版本中工作，并且与 /清除 开关。如果有多个 /d2QIntel jcc勘误表* 在给定开关的情况下，完全处理（所有分支）优于部分（仅循环分支）处理。如果任何开关指定函数文件，则处理仅限于这些函数。

软件缓解的作用是什么？

编译器中的软件缓解方法检测代码中所有受影响的跳转（覆盖或结束于32字节边界的跳转），并将它们对齐以该边界开始。这是通过在跳转之前向指令添加良性段覆盖前缀来实现的。结果指令的大小增加，但小于15字节。在不能添加前缀的情况下，使用nop。下面的示例显示了在启用和禁用缓解时编译器如何生成代码。

示例C++代码：

for (int i = 0; i < length; i++) {
		sum += arr[i] + c;
}

在上面的示例中，CMP和JL指令是宏融合的，并覆盖32字节的边界。缓冲区填充块中的第一条指令，即带有0x3E前缀的MOV指令，以使CMP指令在32字节边界上开始。

什么是表演故事？

我们在MSVC编译器中评估了MCU和fix对性能的影响。下面所述的数字使用以下测试PC配置。

处理器 –英特尔® 核心™ i9 9900K@3.60GHz频率

操作系统 –使用适用于此处理器的MCU的专用Windows构建。

基准测试套件 –规格CPU® 2017

根据我们的测量，我们看到应用MCU后的回归范围为0-3%。我们还看到一些异常微基准上的回归上升到10%。

通过 /QIntel jcc勘误表 MSVC编译器中的开关使得回归可以忽略不计。此切换将全局缓解应用于使用它构建的所有模块，并增加代码大小。我们测量了平均3%%代码大小膨胀。

我们测量了仅在通过 /d2QIntel jcc勘误表部分 switch也使得性能退化可以忽略不计，但代码大小增加的幅度较小。我们测量了平均1.5%%的代码大小膨胀和部分缓解。通过将缓解措施仅应用于通过 /d2QIntel jcc勘误表： 和 /d2QIntel jcc勘误表部分： 开关。

我们还测量了 /QIntel jcc勘误表 打开不受异常影响的处理器可以忽略不计。但是，由于代码基差异很大，我们建议开发人员评估 /QIntel jcc勘误表 在应用程序和工作负载的上下文中。

闭幕词

如果您的软件可以在处理器受JCC勘误表影响的机器上运行，并且可以在带有MCU的Windows版本上运行，那么我们建议您分析代码并检查性能退化。你可以用 Windows性能套件 或 英特尔® VTune™ 轮廓仪 来分析你的代码。您可以按照英特尔白皮书中的步骤检测MCU是否影响性能。如果受影响，请使用重新编译 /QIntel jcc勘误表 或上面列出的其他开关来减轻影响。

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