汇编指令：rdtsc

Question

汇编指令：rdtsc

4

有人能帮我理解在 https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html 中给出的汇编代码吗？

代码如下：

uint64_t msr;
asm volatile ( "rdtsc\n\t"    // Returns the time in EDX:EAX.
               "shl $32, %%rdx\n\t"  // Shift the upper bits left.
               "or %%rdx, %0"        // 'Or' in the lower bits.
               : "=a" (msr)
               :
               : "rdx");

与之不同的是：

uint64_t msr;
asm volatile ( "rdtsc\n\t"
               : "=a" (msr));

我们为什么需要使用移位和或操作，rdx在末尾是做什么用的？

编辑：原问题中还不清楚的内容已添加。

- "\n\t"是什么作用？ - ":"是什么作用？

- 分隔符输出/输入/破坏...

- rdx在末尾是否等于0？ - 简要回顾一下。第一行将时间戳加载到eax和edx寄存器中。第二行移位eax中的值，并将其存储在rdx中。第三行将edx中的值与rdx中的值进行或运算，并将其保存在rdx中。第四行将rdx中的值分配给我的变量。最后一行将rdx设置为0。 - 为什么前三行没有":"？

- 它们是模板。带有":"的第一行是输出，第二行是可选输入，第三行是可选的更改寄存器列表。

- a实际上是eax，d是edx吗？这是硬编码的吗？

谢谢！ :)

编辑2：回答了我一些问题...

- Leta

有关实际用途，请参见获取CPU周期计数？。(@Mysticial的答案正确地将移位/OR留给编译器，只将rdtsc放在内联汇编中。我的答案建议使用__rdtsc()内置函数。虽然不是重复问题，但这个问题是关于使用该示例学习内联汇编，而不是实际如何实现rdtsc。 - Peter Cordes

几年后的现在，只是一个小建议，最好使用__builtin_ia32_rdtsc()，这个函数现在已经被广泛地支持于各种编译器（如gcc/clang）中。 - Henrique Bucher

2个回答

1

rdtsc返回一对32位寄存器（EDX和EAX）中的时间戳。第一个代码片段将它们合并成单个64位寄存器（RDX），该寄存器映射到msr变量。

第二个代码片段是错误的。我不确定会发生什么：要么根本无法编译，要么只会更新msr变量的一部分。

- gudok

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- user1551592 · Accepted Answer

uint64_t msr;
asm volatile ( "rdtsc\n\t"    // Returns the time in EDX:EAX.
               "shl $32, %%rdx\n\t"  // Shift the upper bits left.
               "or %%rdx, %0"        // 'Or' in the lower bits.
               : "=a" (msr)
               :
               : "rdx");

因为rdtsc指令在64位机器上将其结果返回到edx和eax而不是一个简单的64位寄存器（请参阅英特尔系统编程手册以获取更多信息;它是x86指令），所以第二条指令将rdx寄存器向左移动32位，使得edx将在高32位而不是低32位。
"=a"(msr)将会把eax的内容移动到msr（即%0）中，也就是说总共有edx（高32位）和eax（低32位）进入rdx，其中rdx是msr。
rdx是一个clobber，将表示msr的C变量。

这类似于在C中执行以下操作:

static inline uint64_t rdtsc(void)
{
    uint32_t eax, edx;
    asm volatile("rdtsc\n\t", "=a" (eax), "=d" (edx));
    return (uint64_t)eax | (uint64_t)edx << 32;
}

并且：

uint64_t msr;
asm volatile ( "rdtsc\n\t"
               : "=a" (msr));

这个指令将eax的内容直接存储到msr中。

编辑：

1）"\n\t"是为了让生成的汇编代码更清晰、无误，以避免出现类似于movl $1, %eaxmovl $2, %ebx这样的情况。
2）最终的rdx是否为0？左移操作可以实现此功能，可以移除rdx中已经存在的位。
3）a是否真的代表eax，d是否代表edx？这是硬编码吗？ 是的，有一张表格描述了哪个字符表示哪个寄存器，例如，“D”表示rdi，“c”表示ecx，...