C / x64 ASM 中的实用定界延续

Practical Delimited Continuations in C / x64 ASM

我看过一篇名为 A Primer on Scheduling Fork-Join Parallelism with Work Stealing 的论文。我想实现持续窃取,其中调用 spawn 后的其余代码有资格被窃取。这是论文中的代码。

1 e();
2 spawn f(); 
3 g();
4 sync;
5 h();

An import design choice is which branch to offer to thief threads. Using Figure 1, the choices are:

Child Stealing:

  • f() is made available to thief threads.
  • The thread that executed e() executes g().

Continuation Stealing:

  • Also called “parent stealing”.
  • The thread that executed e() executes f().
  • The continuation (which will next call g()) becomes available to thief threads.

听说保存continuation需要保存两组寄存器(volatile/non-volatile/FPU)。在我所做的光纤实施中,我最终实施了儿童偷窃。我读到了有关儿童偷窃的(理论上的)负面影响(无限数量的可运行任务,有关更多信息,请参阅论文),所以我想改用延续。

我在想两个函数,shiftreset,其中 reset 界定当前延续,shift 具体化当前延续。我的要求在 C 环境中是否合理?

编辑:我正在考虑为当前函数调用(=第 3 行)reset 保存 return 地址/NV GPR,并使 shift 将控制转移到return 将一个值传递给 reset.

的调用者之后的下一个继续

我在 x86 上实现了 work stealing for a HLL called PARLANSE 而不是 C。 PARLANSE 每天用于构建百万行规模的生产符号并行程序。

一般来说,您已经保留了延续或 "child" 的寄存器。 考虑到您的编译器可能会在 f() 中看到一个计算并在 g() 中看到相同的计算,并且可能将该计算提升到刚好在生成之前的点,并将该计算结果放在一个寄存器中, f() 和 g () 用作隐含参数。 是的,这假定了一个复杂的编译器,但如果您使用的是一个没有优化的愚蠢编译器,您为什么要尝试并行以提高速度?

但是,具体来说,如果您的编译器理解 spawn 的含义,它可以在调用 spawn 之前将寄存器设置为空。那么 continuation 或 child 都不必保留寄存器。 (PARLANSE 编译器实际上就是这样做的)。

所以要节省多少取决于你的编译器愿意提供多少帮助,而这取决于它是否知道 spawn 真正做了什么。

您本地友好的 C 编译器可能不知道 您的 spawn 实现。因此,要么你做一些事情来强制刷新寄存器(不要问我,它是你的编译器),要么你忍受这样一个事实,即你个人不知道寄存器中有什么,并且你的实现会保护它们都是安全的。

如果产生的工作量很大,可以说保存所有寄存器都没有关系。然而,x86(和其他现代架构)似乎有大量可能正在使用的状态,主要在向量寄存器中;上次我看到它超过 500 字节 ~~ 100 次写入内存以保存这些和恕我直言,这是一个过高的价格。如果您不相信这些寄存器会从 parent 线程传递到生成的线程,那么您可以在没有寄存器的情况下强制生成。

如果您使用自己发明的标准延续机制唤醒 spawn routine,那么您也会担心您的延续是否通过大寄存器状态。与 spawn 相同的问题,相同的解决方案;编译器必须提供帮助或者您个人必须进行干预。

你会发现这很有趣。

[如果你想让它变得非常有趣,请尝试对线程进行时间切片,以防它们进入深度计算而不会偶尔产生导致线程饥饿的情况。现在你肯定已经保存了整个状态。我设法让 PARLANSE 在没有保存寄存器的情况下实现生成,但有时间切片 save/restore 完整寄存器状态,通过在时间片上保存完整状态,并在一个特殊的地方继续,在它通过之前重新填充所有寄存器控制到 time-sliced PC 位置。