c - 在 GCC 下使用 RDRAND 时如何设置 REX 前缀？

Question

我正在尝试使用 Intel 的 RDRAND 指令。根据Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual, Volume 2 (第 4-298 页)，RDRAND 默认生成 32 位随机值，即使在 64 位机器上也是如此:

In 64-bit mode, the instruction's default operation size is 32 bits. Using a REX prefix in the form of REX.B permits access to additional registers (R8-R15).

我正在尝试使用 rdrandq 强制生成 64 位，但它产生了一个错误(/tmp/ccLxwW6S.s 是由于使用了内联装配):

$ g++ -Wall rdrand.cxx -o rdrand.exe
/tmp/ccLxwW6S.s: Assembler messages:
/tmp/ccLxwW6S.s:5141: Error: invalid instruction suffix for `rdrand'

如何在 GCC 下强制使用 64 位版本的 RDRAND 指令？在 GCC 下使用 RDRAND 时如何设置 REX 前缀？

提前致谢。

---

在下面的代码中，output 是一个长度为size 的byte[]。 safety 是一种故障保护。两种不同的字长处理 X86, X32, and X64 platforms .

#if BOOL_X86
    word32 val;
#else // X32 and X64
    word64 val;
#endif    

    while (size && safety)
    {
        char rc;    
        __asm__ volatile(
#if BOOL_X86
          "rdrandl %0 ; setc %1"
#else
          "rdrandq %0 ; setc %1"
#endif                  
          : "=rm" (val), "=qm" (rc)
          :
          : "cc"
        );

        if (rc)
        {
            size_t count = (size < sizeof(val) ? size : sizeof(val));
            memcpy(output, &val, count);
            size =- count;
        }
        else
        {
            safety--;
        }
    }

如果我从 RDRAND 中删除显式操作数大小(即使用 rdrand 而不是 rdrandl 或 rdrandq)，那么我会得到一个错误尝试使用 word64 时:

/tmp/ccbeXOvM.s: Assembler messages:
/tmp/ccbeXOvM.s:5167: Error: operand size mismatch for `rdrand'

Answer 1

您不需要操作数大小的后缀，只需将它与适当大小的寄存器一起使用(gcc 将根据您使用的 C 变量的类型来选择)。

---

gcc main.c -o main

(或)

gcc -m32 main.c -o main

---

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {
  unsigned int rnd32;
#ifdef __x86_64
  long long unsigned int rnd64;
  /*
  The next instruction generates this asm:
  48 0f c7 f0             rdrand %rax
  */
  asm volatile("rdrand %0\n":"=r"(rnd64):);
   printf("\nRND64=0x%llx\n",rnd64);
#endif
  /*
  The next instruction generates this asm:
  0f c7 f1                rdrand %ecx
  */
  asm volatile("rdrand %0\n":"=r"(rnd32):);
  printf("RND32=0x%x\n",rnd32);
  printf("\nAssembler code:\n\n");
  system("objdump -d main|grep rdrand");
  return 0;
}

https://repl.it/@zibri/rdrand

输出(64 位):

RND64=0x2f9f0e7d7f209575
RND32=0xbec8ff00

Assembler code:

   40054f:   48 0f c7 f0             rdrand %rax   
   400557:   0f c7 f1                rdrand %ecx

输出(32 位):

RND32=0xa3d33766

Assembler code:

  59a:  0f c7 f0                rdrand %eax