RDTSC，太多的周期 [英] rdtsc, too many cycles

问题描述

 的#include＆LT;＆stdio.h中GT;
静态内嵌无符号长长打勾（）
{
        无符号长长D组;
        __asm​​__ __volatile__（RDTSC：= A（d）条）;
        返回D组;
}诠释的main（）
{
        长长的资源;
        RES =打勾（）;        RES =打勾（） - 资源;
        的printf（％D，RES）;
        返回0;
}
 

我编这个code与海湾合作委员会与-O0 -O1 -O2 -O3优化。而我总是2000-2500周期。谁能解释这个输出的原因是什么？如何度过这些周期？

<击>第一功能滴答是错误的。这是对。

功能嘀的另一个版本。

 静态__inline__无符号长长打勾（）
{
  无符号HI，LO;
  __asm​​__ __volatile__（RDTSC：= A（LO），= D（HI））;
  返回（（无符号很长很长）LO）|（（（无符号很长很长）喜）LT;＆LT; 32）;
}
 

这是组装code为-O3

  .filerdtsc.c
.section伪.rodata.str1.1，AMS，@ PROGBITS，1
.LC0：
    .string％D
    。文本
    .p2align 4日，15
.globl主
    .TYPE为主，@function
主要：
    莱亚尔4（％ESP），ECX％
    和L $ -16，ESP％
    pushl -4（ECX％）
    pushl％EBP
    MOVL％ESP，EBP％
    subl $ 40％ESP
    MOVL％ECX，-16（％EBP）
    MOVL％EBX，-12（％EBP）
    MOVL％ESI，-8（％EBP）
    MOVL％EDI，-4（％EBP）
#APP
＃6rdtsc.c1
    RDTSC
＃0，2
#NO_APP
    MOVL％EDX，EDI％
    MOVL％EAX，ESI％
#APP
＃6rdtsc.c1
    RDTSC
＃0，2
#NO_APP
    MOVL％EAX，ECX％
    MOVL％EDX，EBX％
    subl％ESI，ECX％
    sbbl％EDI，EBX％
    MOVL％ECX，4（％尤）
    MOVL％EBX，8（％ESP）
    MOVL $ .LC0（％ESP）
    调用printf
    MOVL -16（％EBP），ECX％
    xorl％EAX，EAX％
    MOVL -12（％EBP），EBX％
    MOVL -8（％EBP），ESI％
    MOVL -4（％EBP），EDI％
    MOVL％EBP，ESP％
    popl％EBP
    莱亚尔-4（ECX％），ESP％
    RET
    .size为主，。，主
    .identGCC：（Debian的4.3.2-1.1）4.3.2
    .section伪.note.GNU堆栈，，@ PROGBITS
 

这是CPU

 处理器：0
VENDOR_ID：GenuineIntel
CPU系列：15
型号：4
型号名称：英特尔（R）至强（TM）CPU 3.00GHz
步进：3
CPU兆赫：3000.105
缓存大小：2048 KB。
fdiv_bug：无
hlt_bug：无
f00f_bug：无
coma_bug：无
FPU：是
fpu_exception：是
CPUID级别：5
WP：是
标志：FPU VME德PSE TSC MSR，PAE MCE CX8 APIC月MTRR PGE MCA CMOV拍拍PSE36 CLFLUSH DTS ACPI MMX SSE FXSR SS SSE2高达constant_tsc BTS PEBS PNI
bogomips：6036.62
CLFLUSH尺寸：64
 

解决方案

我试过你的code对不同的英特尔处理器运行多个Linux发行版（当然所有比Pentium 4 HT 630你显得更近使用）。在所有这些测试中，我25和50周期之间得到的值。

我唯一一个与所有的证据相一致的假设是，你正在运行的虚拟机内部的操作系统，而不是裸机，而TSC是越来越虚拟化。

#include <stdio.h>
static inline unsigned long long tick() 
{
        unsigned long long d;
        __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=A" (d) );
        return d;
}

int main()
{
        long long res;
        res=tick();

        res=tick()-res;
        printf("%d",res);
        return 0;
}

I have compiled this code with gcc with -O0 -O1 -O2 -O3 optimizations. And I always get 2000-2500 cycles. Can anyone explain the reason for this output? How to spend these cycles?

First function "tick" is wrong. This is right.

Another version of function "tick"

static __inline__ unsigned long long tick()
{
  unsigned hi, lo;
  __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi));
  return ( (unsigned long long)lo)|( ((unsigned long long)hi)<<32 );
}

This is assembly code for -O3

 .file  "rdtsc.c"
.section    .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
.LC0:
    .string "%d"
    .text
    .p2align 4,,15
.globl main
    .type   main, @function
main:
    leal    4(%esp), %ecx
    andl    $-16, %esp
    pushl   -4(%ecx)
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    subl    $40, %esp
    movl    %ecx, -16(%ebp)
    movl    %ebx, -12(%ebp)
    movl    %esi, -8(%ebp)
    movl    %edi, -4(%ebp)
#APP
# 6 "rdtsc.c" 1
    rdtsc
# 0 "" 2
#NO_APP
    movl    %edx, %edi
    movl    %eax, %esi
#APP
# 6 "rdtsc.c" 1
    rdtsc
# 0 "" 2
#NO_APP
    movl    %eax, %ecx
    movl    %edx, %ebx
    subl    %esi, %ecx
    sbbl    %edi, %ebx
    movl    %ecx, 4(%esp)
    movl    %ebx, 8(%esp)
    movl    $.LC0, (%esp)
    call    printf
    movl    -16(%ebp), %ecx
    xorl    %eax, %eax
    movl    -12(%ebp), %ebx
    movl    -8(%ebp), %esi
    movl    -4(%ebp), %edi
    movl    %ebp, %esp
    popl    %ebp
    leal    -4(%ecx), %esp
    ret
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (Debian 4.3.2-1.1) 4.3.2"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

This is CPU

processor   : 0
vendor_id   : GenuineIntel
cpu family  : 15
model       : 4
model name  : Intel(R) Xeon(TM) CPU 3.00GHz
stepping    : 3
cpu MHz     : 3000.105
cache size  : 2048 KB
fdiv_bug    : no
hlt_bug     : no
f00f_bug    : no
coma_bug    : no
fpu     : yes
fpu_exception   : yes
cpuid level : 5
wp      : yes
flags       : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts acpi mmx fxsr sse sse2 ss constant_tsc up pebs bts pni
bogomips    : 6036.62
clflush size    : 64

解决方案

I've tried your code on several Linux distros running on different Intel CPUs (admittedly all more recent than the Pentium 4 HT 630 you appear to be using). In all those tests I got values between 25 and 50 cycles.

My only hypothesis that's consistent with all the evidence is that you're running your operating system inside a virtual machine rather than on bare metal, and TSC is getting virtualized.

这篇关于RDTSC，太多的周期的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！