Question

一些新的英特尔处理器同时有RDTSC和RDTSCP条指令，而大多数旧处理器只有RDTSC条指令。

在C / C ++编码时，如何在编译时检测所使用的架构是否有RDTSCP指令？

我知道我们可以通过浏览CPU信息（例如，cat / proc / cpuinfo）然后调整我们的代码来手动检查。但是在编译时获取此信息（作为宏或标志值）将真正省略手动检查和编辑代码的需要。

Answer 1

编者注： https://gcc.gnu.org/wiki/DontUseInlineAsm 。这个答案很长一段时间是不安全的，后来编辑甚至不编译，同时仍然不安全（破坏RAX使"a"约束不可满足，同时仍然缺少CPUID写入的寄存器上的clobbers）。在另一个答案中使用内在函数。（但我已经修复了内联asm以确保安全和正确，以防任何人复制/粘贴它，或者想要学习如何正确使用约束和clobbers。）

根据@Jason的建议调查了一下之后，我现在有一个运行时解决方案（仍然不是编译时的解决方案），通过检查第28位确定RDTSCP是否存在（参见cpuid 0x80000001指示EAX int if_rdtscp() { unsigned int edx; unsigned int eax = 0x80000001; #ifdef __GNUC__ // GNU extended asm supported __asm__ ( // doesn't need to be volatile: same EAX input -> same outputs "CPUID\n\t" : "+a" (eax), // CPUID writes EAX, but we can't declare a clobber on an input-only operand. "=d" (edx) : // no read-only inputs : "ecx", "ebx"); // CPUID writes E[ABCD]X, declare clobbers // a clobber on ECX covers the whole RCX, so this code is safe in 64-bit mode but is portable to either. #else // Non-gcc/g++ compilers. // To-do when needed #endif return (edx >> 27) & 0x1; }作为-fno-pie -no-pie的输入。

{{1}}

如果由于EBX崩溃而无法在32位PIC代码中工作，那么1.停止使用32位PIC，因为它与64位PIC或{{{{{{{{ 1}}可执行文件。 2.获得更新的GCC，即使在32位PIC代码中也允许使用EBX clobbers，发出额外的指令来保存/恢复EBX或其他任何需要。 3.使用内在函数版本（这应该适合你）。

现在我对GNU编译器很好，但是如果有人需要在MSVC下执行此操作，那么就像在output bitmap中所解释的那样，这是一种内在的检查方式。

Answer 2

GCC定义了许多宏，以在编译时确定使用-march指定的微体系结构是否支持特定功能。您可以在源代码here中找到完整列表。显然，GCC并未为RDTSCP（甚至就RDTSC而言）也没有定义这样的宏。而且据我所知，还没有支持RDTSCP的微体系结构的 complete 列表。但是众所周知，许多微体系结构都支持RDTSCP。这些包括英特尔Nehalem和所有后来的英特尔微体系结构。我不了解英特尔凌动。基本上，大多数（如果不是全部）现代（2008+）高性能Intel和AMD处理器都支持RDTSCP。我怀疑其中一些低功耗设备可能不支持它。

因此，您可以创建自己的（可能不完整）列表微体系结构，以支持RDTSCP。然后编写一个构建脚本，检查传递给-march的参数，并查看它是否在列表中。如果是这样，则定义一个诸如__RDTSCP__之类的宏，并在您的代码中使用它。我认为即使您的列表不完整，也不应损害代码的正确性。

不幸的是，尽管Intel数据表讨论了AVX2之类的其他功能，但似乎并未指定特定处理器是否支持RDTSCP。

这里的一个潜在问题是，不能保证实现特定微体系结构的每个处理器（例如Skylake）的每个处理器都支持RDTSCP。不过我不知道这种例外情况。

相关：What is the gcc cpu-type that includes support for RDTSCP?。

要在运行时确定对RDTSCP的支持，可以在任何x86 OS上的支持GNU扩展（GCC，clang，ICC）的编译器上使用以下代码。 cpuid.h随编译器一起提供，而不与操作系统一起提供。

#include <cpuid.h>

int rdtscp_supported(void) {
    unsigned a, b, c, d;
    if (__get_cpuid(0x80000001, &a, &b, &c, &d) && (d & (1<<27)))
    {
        // RDTSCP is supported.
        return 1;
    }
    else
    {
        // RDTSCP is not supported.
        return 0;
    }
}

__get_cpuid()运行两次CPUID：一次检查最大级别，一次使用指定的叶子值。如果请求的级别甚至不可用，它将返回false，这就是为什么它是&&表达式的一部分。您可能不希望在rdtscp之前每次都使用它，就像变量的初始化程序一样，除非它只是一个简单的一次性程序。见on the Godbolt compiler explorer。

对于MSVC，请参见How to detect rdtscp support in Visual C++?以了解其内在代码。

对于GCC确实了解的某些CPU功能，您可以使用__builtin_cpu_supports来检查在启动初期初始化的功能位图。

// unfortunately no equivalent for RDTSCP
int sse42_supported() {
    return __builtin_cpu_supports("sse4.2");
}

Answer 3

我一直试图让某些事情发挥作用，但到目前为止还没有成功，但你可能想尝试俯视SFINAE路线：https://en.wikipedia.org/wiki/Substitution_failure_is_not_an_error

我认为可能有一个很小的机会我可以将程序集注入lambda并导致如果平台上不存在该指令会失败，或者如果确实成功则会失败，但是lambdas不能与decltype一起使用。如果你能以某种方式将汇编代码反馈到模板参数中，那么就可以完成，但我不知道这是否可行。 SFINAE非常酷，但可以很快地让你的头脑旋转。

如果您使用* nix，另一种（可能天真且相当不优雅）的方法是编写运行该汇编指令的程序，然后捕获SIGILL并执行程序版本而无需特殊说明。

但是必须有一个比这更好的方法，我应该认为查看特定于编译器的宏将是这样做的方法。

祝你好运！

Answer 4

您好，您可以使用CPUID标志在编译时检查它是否存在，因为您必须使用2种东西，例如：

#ifdef __RDTSCP__
    // do things because it has the 
       function 
#else
    // do things if it doesn't have 
#endif

最后，您必须使用gcc中的标志来编译代码，例如：

gcc x.c -o x.o -march=native

此gcc指令将使用cpu的本机功能编译代码，从而定义您的CPUID。

检测处理器在编译时是否具有RDTSCP

4 个答案: