c++ - 如何确定要为体系结构启用或禁用的功能标志

Question

我有两个虚拟机；它们都运行在相同的Intel Xeon E5-2699v4（Broadwell EP）平台上。但是，一个虚拟机（生产机）驻留在一个禁用了这些功能的主机上，而另一个虚拟机（构建机）则全部启用这些功能。我们也有其他主机运行在Intel Xeon E5-2699v3平台（Haswell EP）上，但这些主机将在稍后处理。通过观察来自本地计算机的单行bash命令的结果，我可以确定禁用了哪些功能：

sort <(sshi vm1 "cat /proc/cpuinfo | grep flags | head -n 1 | sed -r 's/\s+/\t/g' | cut -f 3- | sed -r 's/\t/\n/g' | sort | uniq") <(sshi vm2 "cat /proc/cpuinfo | grep flags | head -n 1 | sed -r 's/\s+/\t/g' | cut -f 3- | sed -r 's/\t/\n/g' | sort | uniq") | uniq -u

…其中 sshi是bash别名，用于确定连接时要使用的密钥文件， vm1是启用了所有功能的计算机的主机名， vm2是未启用所有功能的计算机的主机名。我认为这个单行命令可以与一个循环配对，以生成编译器的功能启用标志。。。

for feature in $(...); do echo "-mno-${feature}"; done

…生成这样的列表：

-mno-abm
-mno-avx
-mno-avx2
-mno-bmi1
-mno-bmi2
-mno-eagerfpu
-mno-fma
-mno-hle
-mno-invpcid
-mno-movbe
-mno-pcid
-mno-pse36
-mno-rtm
-mno-tsc_adjust
-mno-xsave
-mno-xsaveopt

获取此列表并通过CMake将其传递给编译器：

LIST(APPEND COMMON_FLAGS /* paste flags here, along with other things such as -Wall -pedantic -Werror=etc */)
SET_PROPERTY(TARGET my_target PROPERTY COMPILE_OPTIONS ${COMMON_FLAGS})

…在使用由package g++ (GCC) 5.3.1 20160406 (Red Hat 5.3.1-6)on devtoolset-4提供的 Oracle Linux Server 7.3时出现编译错误：

c++: error: unrecognized command line option ‘-mno-bmi1’
c++: error: unrecognized command line option ‘-mno-eagerfpu’
c++: error: unrecognized command line option ‘-mno-invpcid’
c++: error: unrecognized command line option ‘-mno-pcid’
c++: error: unrecognized command line option ‘-mno-pse36’
c++: error: unrecognized command line option ‘-mno-tsc_adjust’

第一个错误可以通过简单地将其更改为 -mno-bmi而不是 -mno-bmi1来解决
我确实从 GCC mailing list archive： gcc -march=native -Q --help=target找到了这个有趣的小道消息。使用这个搜索特性并不能显示所有丢失的特性标志，所以这对我来说似乎是一个死胡同。
所以我的问题是：
为什么功能集不能直接转换为功能标志
对于编译器？如果这是一个“新”功能，我肯定会理解的
编译器根本不理解或支持。。。但是
把 -mno-bmi1改成 -mno-bmi对我来说意味着
只是对功能集的命名有分歧。
是否有更好的方法从
已启用所有功能的计算机
某些功能被禁用？
是否有描述功能名称的映射
由内核通过 /proc/cpuinfo（或其他地方）报告
编译器使用的名称？

Answer 1

为什么功能集不能直接转换为编译器的功能标志？如果这是一个编译器根本不理解或不支持的“新”特性，我当然会理解。。。但是，将-mno-bmi1改为-mno-bmi对我来说意味着在命名功能集方面存在分歧。
我从来没看过关于这个的讨论，所以我不能发表评论。也许您可以在gcc帮助列表或内核邮件列表中询问。
我知道，由于Clang和Solaris的原因，我花了相当多的时间在将/proc/cpuinfo标志映射到编译器标志上（还有FreeBSD，您必须检查/var/run/dmesg.boot）。另请参见Crypto++ ARM logic、Crypto++ x86 logic和Crypto++ Solaris logic。
是否有更好的方法从启用了所有功能的计算机编译完全优化的生成，以针对禁用了某些功能的计算机？
对于x86上的GCC（如i686和x86_64）和GCC>=5.0，可以使用多个函数。参见GCC手册中的7.8 Function Multiversioning。
所有的赌注都是对海湾合作委员会的手臂，所有的赌注都是对叮当。而且它在带有SunCC编译器的Solaris上也不工作。
在实践中发生的事情是为特性设置“步骤”，然后使用运行时CPU特性检测来选择实现（这就是GCC多功能所做的）。对于x86，步骤通常如下：
直C/C++
SSE2号
SSE3+SSSE3
SSE4.1+SSE4.2标准
AVX或AVX2
AVX/AVX2将分别包括BMI和BMI2。Microsoft编译器只使用SSE2和AVX以及AVX2。
仍然有通配符，如AES、CLMUL、RDRAND、RDSEED、SHA等，但大多数库不需要担心它们。关注点通常仅限于加密库。
我还注意到GCC在__MOVBE__时没有定义-march=native，并且机器是有能力的。另请参见gcc帮助邮件列表中的__MOVBE__ not defined when movbe feature is available?。
对于ARM，通常是：
直C/C++
霓虹
与x86一样，加密库所使用的通配符包括PMULL、PMULL2、AES、SHA1、SHA2。
是否有一个映射描述了内核通过/proc/cpuinfo（或其他地方）报告的功能名称以及编译器使用的名称？
我不知道。您可以在Unix和Linux堆栈交换上的What do the flags in /proc/cpuinfo mean?中查找CPU特性，然后从GCC的x86 Options、ARM Options中找出arch选项。
就像我说的，我花了相当多的时间来测试Crypto++，所以你可以从以下文件中截取它：
Crypto++ ARM logic
Crypto++ x86 logic
Crypto++ Solaris logic
如果您想看一个使用GCC多功能的例子，那么请查看Jack Lloyd's Botan。
快速评论：
由Oracle Linux服务器7.3上的devtoolset-4包提供：

c++: error: unrecognized command line option ‘-mno-bmi1’
c++: error: unrecognized command line option ‘-mno-eagerfpu’

我猜 c++不是GCC（或者更准确地说， g++），或者它是一个旧的GCC 4.x编译器。
另一个快速评论。。。如果您只想将Intel Xeon E5-2699v4（Broadwell EP）与Intel Xeon E5-2699v3平台（Haswell EP）交叉，请使用以下方法：

CXXFLAGS="-march=x86_64 -msse2 -msse3 -msss3 -msse4_1 -msse4_2 -mavx -mbmi"

从低处开始一直到天花板。你不必去想从GCC的 -march=native中减去什么。你不必担心Clang对 -march=native有什么不同的行为。
关于 -march=native行为的叮当错误报告：
Bug 1616723: Clang 3.4 only advertises SSE2
Bug 1616729: Clang 3.5 only advertises SSE2
Bug 1616731: Clang 3.6 only advertises SSE2