Многоядерные потоки Windows вводят свои функции, но возвращают результаты случайным образом - PullRequest
Новая
       6

Многоядерные потоки Windows вводят свои функции, но возвращают результаты случайным образом

0 голосов
/ 13 марта 2019

В течение нескольких дней у меня были проблемы с созданием четырех потоков (для четырех ядер) в системе Windows 7 Ivy Bridge.Я создал простую функцию тестирования в NASM, минимальную для демонстрации.

Программа увеличивает счетчик с 0 до 1 миллиарда и возвращает результат.Для многоядерной обработки я разделил ее так, чтобы ядро ​​1 насчитывало от 0 до 2,5 миллионов, ядро ​​2 - от 2,5 до 5 миллионов и т. Д.

Для целей тестирования.программа возвращает массив из 12 элементов с тремя значениями от каждого ядра.Элементы 1-4 - дескриптор потока, возвращаемый CreateThread;элементы 5-8 являются возвращаемым значением из вызова GetCurrentThreadId после того, как поток входит в тестовую функцию (Test_fn);и элементы 9-12 являются результатами вычислений, выполненных каждым потоком (считая от начального байта до конечного байта).

Возвращенный массив (TestInfo) показывает, что CreateThread всегда завершается успешно, поскольку первые четыре элемента всегда содержат дескриптор потока, возвращаемый CreateThread (в моих тестах), а элементы 5-8 всегда возвращают значение из GetCurrentThreadId при вводек функции Test_fn.Проблема состоит в том, что элементы 9-12 (результаты вычислений для каждого ядра) не всегда возвращают значение из математического вычисления в теле Test_fn, и распределение является случайным (иногда ядра 1 и 4 будут успешными, иногда ядра 2 иТолько 3 и т. Д.).Это означает, что потоки не всегда успешно выполняют назначенные им вычисления, даже если они созданы и вызывают Test_fn.

Это dll, вызываемая из Python, но она может быть вызвана из C или C ++.Он не принимает аргументов и возвращает указатель на 12-элементный тестовый массив TestInfo (описанный выше).Точка входа - Main_Entry_fn, которая вызывает Init_Cores_fn.Потоки указаны в Test_fn.

Поэтому мой вопрос заключается в том, почему потоки не всегда надежно возвращают значение из Test_fn, хотя потоки явно вызывают Test_fn.

; Header Section
[BITS 64]
[default rel]

extern malloc, calloc, realloc, free
global Main_Entry_fn
export Main_Entry_fn
extern CreateThread, CloseHandle, ExitThread
extern WaitForMultipleObjects, GetCurrentThreadId

section .data align=16
const_1000000000: dq 1000000000
ThreadID:  dq 0
TestInfo: times 12 dq 0
ThreadInfo: times 3 dq 0
ThreadInfo2: times 3 dq 0
ThreadInfo3: times 3 dq 0
ThreadInfo4: times 3 dq 0
ThreadHandles: times 4 dq 0
Division_Size: dq 0
Start_Byte: dq 0
End_Byte: dq 0
Return_Data_Array: times 4 dq 0
Core_Number: dq 0

section .text

; ______________________________________

Init_Cores_fn:

; Calculate the data divisions
mov rax,[const_1000000000]
mov rbx,4 ;cores
xor rdx,rdx
div rbx
mov [End_Byte],rax
mov [Division_Size],rax
mov rax,0
mov [Start_Byte],rax

; Populate the ThreadInfo arrays to pass for each core
; ThreadInfo:  (1) startbyte; (2) endbyte; (3) Core_Number (0, 8, 16, 24)
mov rdi,ThreadInfo
mov rax,[Start_Byte]
mov [rdi],rax
mov rax,[End_Byte]
mov [rdi+8],rax
mov rax,[Core_Number]
mov [rdi+16],rax

call DupThreadInfo ; Create ThreadInfo arrays for cores 2-4

mov rbp,rsp ; preserve caller's stack frame
sub rsp,56 ; Shadow space (was 32)

; _____

label_0:

mov rax,[Core_Number]
cmp rax,0
jne sb2
mov rdi,ThreadInfo
jmp sb5
sb2:cmp rax,8
jne sb3
mov rdi,ThreadInfo2
jmp sb5
sb3:cmp rax,16
jne sb4
mov rdi,ThreadInfo3
jmp sb5
sb4:cmp rax,24
jne sb5
mov rdi,ThreadInfo4
sb5:

; _____
; Create Threads

mov rcx,0               ; lpThreadAttributes (Security Attributes)
mov rdx,0               ; dwStackSize
mov r8,Test_fn          ; lpStartAddress (function pointer)
mov r9,rdi              ; lpParameter (array of data passed to each core)
mov rax,0
mov [rsp+32],rax            ; use default creation flags
mov rdi,ThreadID
mov [rsp+40],rdi            ; ThreadID

call CreateThread

; Move the handle into ThreadHandles array (returned in rax)
mov rdi,ThreadHandles
mov rcx,[Core_Number]
mov [rdi+rcx],rax
mov rdi,TestInfo
mov [rdi+rcx],rax

mov rax,[Core_Number]
add rax,8
mov [Core_Number],rax
mov rbx,32 ; Four cores
cmp rax,rbx
jl label_0

; _____
; Wait

mov rcx,4 ;rax          ; number of handles
mov rdx,ThreadHandles       ; pointer to handles array
mov r8,0                ; wait for all threads to complete
mov r9,5000         ; milliseconds to wait

call WaitForMultipleObjects

; _____

mov rsp,rbp
jmp label_900

; ______________________________________

Test_fn:

;______

; GetCurrentThreadId
mov rdi,rcx
push rcx
call GetCurrentThreadId
mov rcx,[rdi+16] ; startbyte
mov rdi,TestInfo
mov [rdi+rcx+32],rax
pop rcx

;______

mov rdi,rcx

mov r14,[rdi] ; Start_Byte
mov r15,[rdi+8] ; End_Byte
mov r13,[rdi+16] ; Core_Number

;______

label_401:
cmp r14,r15
jge label_899

; n += 1
add r14,1

jmp label_401

;______

label_899:

mov rdi,Return_Data_Array
mov [rdi+r13],r14

mov rdi,TestInfo
mov [rdi+r13+64],r14

mov rbp,ThreadHandles
mov rax,[rbp+r13]
;mov [rdi+rbx+64],rax

call ExitThread

ret

; __________

label_900:

mov rdi,ThreadHandles
mov r8,0
label_900_01:
mov rcx,[rdi+r8]
call CloseHandle
add r8,8
cmp r8,32
jl label_900_01

mov rdi,TestInfo
mov rax,rdi

ret

; __________
; Main Entry

Main_Entry_fn:
push rdi
push rbp
call Init_Cores_fn
pop rbp
pop rdi
ret

DupThreadInfo:
mov rdi,ThreadInfo2
mov rax,8
mov [rdi+16],rax ; Core Number
mov rax,[Start_Byte]
add rax,[Division_Size]
mov [rdi],rax
mov rax,[End_Byte]
add rax,[Division_Size]
mov [rdi+8],rax
mov [Start_Byte],rax

mov rdi,ThreadInfo3
mov rax,16
mov [rdi+16],rax ; Core Number
mov rax,[Start_Byte]
mov [rdi],rax
add rax,[Division_Size]
mov [rdi+8],rax
mov [Start_Byte],rax

mov rdi,ThreadInfo4
mov rax,24
mov [rdi+16],rax ; Core Number
mov rax,[Start_Byte]
mov [rdi],rax
add rax,[Division_Size]
mov [rdi+8],rax
mov [Start_Byte],rax
ret

Ядра используют 3-элементные массивы ThreadInfo, ThreadInfo2, ThreadInfo3 и ThreadInfo4 для своих данных.Для каждого потока они содержат начальный номер, конечный номер и номер ядра, умноженные на 8:

0 250000000 0

250000000 500000000 8

500000000 750000000 16

750000000 1000000000 24

Вот результаты четырех отдельных тестов:

1548 1716 1688 1768/6460 6464 6468 6472/250000000 0 0 1000000000

1744 860 17241668/6780 6784 6788 6792/0 0 0 1000000000

1632 1588 1488 872/7024 7028 7032 7036/0 500000000 0 0

1740 1732 1684 1536/6876 6884 6888 6880/250000000 0 7500000000

Первые четыре числа являются дескрипторами нитей для каждого ядра;вторые четыре числа являются возвращаемым значением из GetCurrentThreadId при входе в Test_fn, а последний набор из четырех чисел является результатом простых вычислений, выполненных в Test_fn;они показывают, что ядра возвращают правильные данные в некоторых, но не во всех случаях.

Спасибо за любые идеи.

...