SYSCALL / SYSRET指令如何跨x86 CPU执行？

Question

SYSCALL和SYSRET（以及他们仅限32位的英特尔同行SYSENTER和SYSEXIT）通常被描述为“通常更快”的进入和退出方式x86处理器中的管理员模式比调用门或软件中断，但这个声明的确切数字仍然基本没有记录。特别是，我能够找到的所有英特尔或AMD优化指南都没有提及这些指令。所以：

• 最近的英特尔64微架构中，SYSCALL和SYSRET需要多少个周期（估计值）？这可能是通过直接实验来衡量的，但是有很多不同的CPU需要测试。

根据此数字的数量级，更详细的问题可能是相关的：

• 他们是否会产生一个完整的管道摊位或任何其他类型的摊位？
• 如果有的话，它们如何与分支预测（例如返回堆栈缓冲区）和提取逻辑交互？
• 延迟，数据依赖，序列化怎么样？
• ＆安培; TC

假设用户空间一侧有64位代码，没有额外的地址空间切换（写入CR3），甚至匹配SYSCALL和SYSRET对，如果重要的话。

Answer 1

我也很好奇，所以我写了一些基本的裸机代码来对它进行基准测试：只是一个循环调用 syscall 1000000 次的循环，系统调用处理程序只运行 sysret 而没有别的。在我的 Ryzen 7 3700X 上，调用 + 返回平均为 78 个周期。

显然，这是一个人为的基准测试，因为一个真正的系统调用处理程序可能需要做一些事情，比如切换堆栈和执行 Spectre 缓解。但它给出了数量级的概念，小于缓存未命中。