c - 与高级语言不同的 CPUID 用法

Question

>我正在尝试利用需要某些处理器架构的x86 ASM函数。我知道在调用">CPUID 标准函数 01H"后需要检查特定位。下面是来自 CPUID 维基百科页面的 C 实现，用于调用 CPUID：

#include <stdio.h>
int main() {
    int i;
    unsigned int index = 0;
    unsigned int regs[4];
    int sum;
    __asm__ __volatile__(
#if defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)
        "pushq %%rbx     nt" /* save %rbx */
#else
        "pushl %%ebx     nt" /* save %ebx */
#endif
        "cpuid            nt"
        "movl %%ebx ,%[ebx]  nt" /* write the result into output var */
#if defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)
        "popq %%rbx nt"
#else
        "popl %%ebx nt"
#endif
        : "=a"(regs[0]), [ebx] "=r"(regs[1]), "=c"(regs[2]), "=d"(regs[3])
        : "a"(index));
    for (i=4; i<8; i++) {
        printf("%c" ,((char *)regs)[i]);
    }
    for (i=12; i<16; i++) {
        printf("%c" ,((char *)regs)[i]);
    }
    for (i=8; i<12; i++) {
        printf("%c" ,((char *)regs)[i]);
    }
    printf("n");
}

虽然Linux内核使用以下功能：

static inline void native_cpuid(unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
                                unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
{
        /* ecx is often an input as well as an output. */
        asm volatile("cpuid"
            : "=a" (*eax),
              "=b" (*ebx),
              "=c" (*ecx),
              "=d" (*edx)
            : "0" (*eax), "2" (*ecx));
}

哪一个更好？其他他们在情感上等同？

Answer 1

正如Jester所说，在GNU C中，cpuid.h包装器内部可能是你最好的选择。

<小时 />

还有__builtin_cpu_supports("popcnt")或"avx"或其他什么，在您调用__builtin_cpu_init()后有效。 不过，仅支持真正主要的功能位。 例如，文档没有提到 rdrand 的功能位，因此__builtin_cpu_supports("rdrand")可能不起作用。

<小时 />

定制内联装配版本：

Linux 的实现可以内联，没有浪费的指令，而且看起来写得很好，所以没有理由使用其他任何东西。 您可能会收到有关无法满足"=b"约束的投诉;如果是这样，请参阅下面的Clang的CPUID.h功能。 (但我认为这从来都不是必需的，并且是文档错误的结果(。

但是，如果您将其用于生成的值而不是对管道的序列化效果，它实际上并不需要volatile：使用相同的输入运行 CPUID 将给出相同的结果，因此我们可以让优化器移动它或将其提升出循环。 (所以它运行次数更少(。 这可能没有帮助，因为普通代码首先不会在循环中使用它。

<小时 />

clang 实现 cpuid.h 的源代码做了一些奇怪的事情，比如保留%rbx，因为显然某些 x86-64 环境可能无法满足使用 %rbx 作为输出操作数的约束？ 评论很/* x86-64 uses %rbx as the base register, so preserve it. */，但我不知道他们在说什么。 如果 SysV ABI 中的任何 x86-32 PIC 代码将 %ebx 用于固定目的(作为指向 GOT 的指针(，但我不知道 x86-64 有类似的东西。 也许该代码是由 ABI 文档中的错误引起的？ 请参阅HJ Lu的邮件列表帖子。

<小时 />

最重要的是，问题中的第一个版本(main()内部(被破坏了，因为它用push破坏了红色区域。

要修复它，只需告诉编译器结果将在 ebx 中(带有 "=b" (，并让它担心在函数的开始/结束时保存/恢复 ebx/rbx。