基于rdtsc的gcc优化问题

Question

我使用rdtsc和cpuid指令(使用易失性内联汇编指令)来测量程序的CPU周期。rdtsc指令给出了我的程序在Linux (具有速度优化-o2 -fomit-frame-pointer)和Windows (使用速度优化选项C编译器for MS Visual Studio2008(我想是它的VC9.0))上的实际结果。

最近，我实现了一个新的程序，它使用了大量的表查找和类似的东西。然而，在Linux上对这个带有gcc优化的程序进行的rdtsc测量总是导致错误的测量(非常少的CPU周期)，比我预期的要少。在Windows上运行同一程序(使用我上面提到的优化和编译器编译)的rdtsc测量结果是真实的，符合预期。

我的问题是，有没有办法把gcc优化的易失性汇编指令移到哪里去产生上述行为呢？

我的定时器代码如下：

#define TIMER_VARS                                                 \
  uint32 start_lo, start_hi;                                       \
  uint32 ticks_lo, ticks_hi

#define TIMER_START()                                              \
  __asm__ __volatile__                                             \
     ("rdtsc"                                                      \
     : "=a" (start_lo), "=d" (start_hi) /* a = eax, d = edx*/      \
     : /* no input parameters*/                                    \
     : "%ebx", "%ecx", "memory")

#define TIMER_STOP()                                               \
  __asm__ __volatile__                                             \
     ("rdtsc"                                                      \
     "\n        subl %2, %%eax"                                    \
     "\n        sbbl %3, %%edx"                                    \
     : "=&a" (ticks_lo), "=&d" (ticks_hi)                          \
     : "g" (start_lo), "g" (start_hi)                              \
     : "%ebx", "%ecx", "memory")

如果有人能对此提出一些建议，我将不胜感激。

谢谢,

Answer 1

为了防止内联asm函数跨任何加载/存储/其他操作移动，您应该将rdtsc编写为__asm__ __volatile__，并将"memory"包含在clobber列表中。如果不执行后一种操作，将阻止GCC删除asm或在可能需要asm的结果(或更改输入)的任何指令之间移动它，但它仍然可以相对于不相关的操作移动它。"memory"拦截器意味着，对于内存内容(其地址可能被泄漏的任何变量)在整个asm中保持不变，GCC不能做出任何假设，因此移动它变得更加困难。然而，GCC可能仍然能够在指令之间移动asm，这些指令只修改地址从未被获取的局部变量(因为它们不是"memory")。

哦，正如wildplasser在评论中所说的那样，在你在这上面浪费很多时间之前，应该检查一下asm的输出。

Answer 2

我不知道它是否正确，但我曾经使用的代码是：

#define rdtscll(val) \
      __asm__ __volatile__("rdtsc" : "=A" (val))

typedef unsigned unsigned long long Ull;

static inline Ull myget_cycles (void)
{
Ull ret;

rdtscll(ret);
return ret; 
}

我记得在Intel上比在AMD上“慢”。YMMV.