<html>
    <head>
      <base href="https://bugs.llvm.org/">
    </head>
    <body><table border="1" cellspacing="0" cellpadding="8">
        <tr>
          <th>Bug ID</th>
          <td><a class="bz_bug_link 
          bz_status_NEW "
   title="NEW - [llvm-mca] Accuracy regression for independent r/w operations (Skylake, Zen+)"
   href="https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=45793">45793</a>
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Summary</th>
          <td>[llvm-mca] Accuracy regression for independent r/w operations (Skylake, Zen+)
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Product</th>
          <td>tools
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Version</th>
          <td>trunk
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Hardware</th>
          <td>PC
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>OS</th>
          <td>Linux
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Status</th>
          <td>NEW
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Severity</th>
          <td>normal
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Priority</th>
          <td>P
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Component</th>
          <td>llvm-mca
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Assignee</th>
          <td>unassignedbugs@nondot.org
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Reporter</th>
          <td>fabian.ritter@cs.uni-saarland.de
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>CC</th>
          <td>andrea.dibiagio@gmail.com, llvm-bugs@lists.llvm.org, matthew.davis@sony.com
          </td>
        </tr></table>
      <p>
        <div>
        <pre>Created <span class=""><a href="attachment.cgi?id=23440" name="attach_23440" title="Archive containing the above instruction sequence and a C program to measure its throughput.">attachment 23440</a> <a href="attachment.cgi?id=23440&action=edit" title="Archive containing the above instruction sequence and a C program to measure its throughput.">[details]</a></span>
Archive containing the above instruction sequence and a C program to measure
its throughput.

Starting with Release 9 and up to today's trunk, there is a regression in
llvm-mca's prediction accuracy for sequences of independent instructions that
read and write memory.
Both x86 architectures that I tried, Intel's Skylake and AMD's Zen+, are
subject to this.

Consider the following example:

        # LLVM-MCA-BEGIN
        addq    $44, 64(%r14)
        addq    $44, 128(%r14)
        addq    $44, 192(%r14)
        addq    $44, 256(%r14)
        addq    $44, 320(%r14)
        addq    $44, 384(%r14)
        addq    $44, 448(%r14)
        addq    $44, 512(%r14)
        addq    $44, 576(%r14)
        addq    $44, 640(%r14)
        # LLVM-MCA-END


Measurements on my Skylake machine (as performed with the attached C program)
as well as IACA 3.0 and llvm-mca from Release 8 agree that this sequence
executes in 10 cycles (Total Cycles: 1009, since the memory offsets ensure that
the accesses are independent).
>From Release 9 on, llvm-mca reports 70 cycles (Total Cycles: 7003), maybe
because the instructions are falsely classified as dependent.
Zen+ shows a similar behavior.

This is not specific to the `add` instruction or the access width: Other r/w
instructions and all other access widths show the same behavior.


To reproduce, use the attached `add.s` as input for llvm-mca with the flags
`-march=x86-64` and `-mcpu=skylake` or `-mcpu=znver1`. The results for "Total
Cycles" will differ between Release 8 and later releases.

To verify that IACA agrees with Release 8, assemble `add.s` with your favorite
compiler/assembler and hand the result to IACA.

To verify the measurements on an actual machine, compile `add.c` with your
favorite C compiler and execute the result. It will print the required cycles
(results may depend on system load and configuration, adjust the frequency in
the source as necessary).</pre>
        </div>
      </p>


      <hr>
      <span>You are receiving this mail because:</span>

      <ul>
          <li>You are on the CC list for the bug.</li>
      </ul>
    </body>
</html>