如何从C#调用CPU指令？

Question

如何从C#调用CPU指令？

c#optimizationcpuhammingweight

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我的处理器（Intel i7）支持“POPCNT指令”，我想从我的C#应用程序中调用它。这是可能的吗？

我相信我在某个地方读到过这不可能，但如果JIT发现它可用，它将调用它，但我需要调用哪个函数来替换此指令？

Popcount 在循环中被调用数百万次，因此如果可能的话，我希望能够进行CPU优化。

- Ryan Peschel

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C# 是适合这个任务的语言吗？我认为我们使用像 C# 这样的语言是因为我们不必（那么努力地）考虑 CPU 指令。 - Doug Dawson

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这个问题已经在StackOverFlow上得到了提问和回答。 - Kyle Williamson

@KyleWilliamson 那个问题是关于如何确定CPU是否支持该指令，而不是如何调用它。 - crashmstr

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如何用螺丝刀钉这个钉子？我知道这不是正确的工具，但我讨厌锤子却喜欢螺丝刀。如果你必须这样做，那么你需要使用另一种语言。如果这对你来说不明显，那么恐怕你会搞砸实施。 - Ed S.

1

这个问题还有一些相关信息，请参考这个回答。另一种方法是使用非托管C++编写瓶颈部分，具体请参考这里。 - phuclv

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1个回答

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

- xanatos · Accepted Answer

你想玩火，而我们喜欢玩火...

（这句话可能是引用或暗示某种技术或行为，需要更多上下文来确定确切的翻译。）

class Program
{
    const uint PAGE_EXECUTE_READWRITE = 0x40;
    const uint MEM_COMMIT = 0x1000;

    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
    static extern IntPtr VirtualAlloc(IntPtr lpAddress, IntPtr dwSize, uint flAllocationType, uint flProtect);

    private delegate int IntReturner();

    static void Main(string[] args)
    {
        List<byte> bodyBuilder = new List<byte>();
        bodyBuilder.Add(0xb8); // MOV EAX,
        bodyBuilder.AddRange(BitConverter.GetBytes(42)); // 42
        bodyBuilder.Add(0xc3);  // RET
        byte[] body = bodyBuilder.ToArray();
        IntPtr buf = VirtualAlloc(IntPtr.Zero, (IntPtr)body.Length, MEM_COMMIT, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        Marshal.Copy(body, 0, buf, body.Length);

        IntReturner ptr = (IntReturner)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(buf, typeof(IntReturner));
        Console.WriteLine(ptr());
    }
}

（这个汇编的小例子将简单地返回42……我认为这是这个答案的完美数字:-)）

最终的诀窍在于：

A）您必须知道与您要编写的asm相对应的操作码

B）您使用VirtualAlloc使一个内存页面可执行

C）以某种方式将您的操作码复制到那里

（代码来自http://www.cnblogs.com/netact/archive/2013/01/10/2855448.html）

好的……另一个就像网站上写的一样（减去了uint -> IntPtr dwSize上的错误），这个就是应该写的方式（或者至少比原来多1个……我会将所有内容封装在一个IDisposable类中，而不是使用try... finally）

class Program
{
    const uint PAGE_READWRITE = 0x04;
    const uint PAGE_EXECUTE = 0x10;
    const uint MEM_COMMIT = 0x1000;
    const uint MEM_RELEASE = 0x8000;

    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
    static extern IntPtr VirtualAlloc(IntPtr lpAddress, IntPtr dwSize, uint flAllocationType, uint flProtect);

    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
    [return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]
    static extern bool VirtualProtect(IntPtr lpAddress, IntPtr dwSize, uint flAllocationType, out uint lpflOldProtect);

    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
    [return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]
    static extern bool VirtualFree(IntPtr lpAddress, IntPtr dwSize, uint dwFreeType);

    private delegate int IntReturner();

    static void Main(string[] args)
    {
        List<byte> bodyBuilder = new List<byte>();
        bodyBuilder.Add(0xb8); // MOV EAX,
        bodyBuilder.AddRange(BitConverter.GetBytes(42)); // 42
        bodyBuilder.Add(0xc3);  // RET

        byte[] body = bodyBuilder.ToArray();

        IntPtr buf = IntPtr.Zero;

        try
        {
            // We VirtualAlloc body.Length bytes, with R/W access
            // Note that from what I've read, MEM_RESERVE is useless
            // if the first parameter is IntPtr.Zero
            buf = VirtualAlloc(IntPtr.Zero, (IntPtr)body.Length, MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);

            if (buf == IntPtr.Zero)
            {
                throw new Win32Exception();
            }

            // Copy our instructions in the buf
            Marshal.Copy(body, 0, buf, body.Length);

            // Change the access of the allocated memory from R/W to Execute
            uint oldProtection;
            bool result = VirtualProtect(buf, (IntPtr)body.Length, PAGE_EXECUTE, out oldProtection);

            if (!result)
            {
                throw new Win32Exception();
            }

            // Create a delegate to the "function"
            // Sadly we can't use Funct<int>
            var fun = (IntReturner)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(buf, typeof(IntReturner));

            Console.WriteLine(fun());
        }
        finally
        {
            if (buf != IntPtr.Zero)
            {
                // Free the allocated memory
                bool result = VirtualFree(buf, IntPtr.Zero, MEM_RELEASE);

                if (!result)
                {
                    throw new Win32Exception();
                }
            }
        }
    }
}