x86 - 为什么 CPUID + RDTSC 不可靠？

Question

我正在尝试分析 x86-64 处理器上的代码执行时间。我指的是this英特尔白皮书并浏览了其他 SO 线程，讨论使用 RDTSCP 与 CPUID+RDTSC 的主题 here和 here .

在上述白皮书中，使用CPUID+RDTSC的方法被认为是不可靠的，并且也通过统计数据得到了证明。

CPUID+RDTSC 不可靠的原因可能是什么？

此外，同一份白皮书中的图1(最小值行为图)和图2(方差行为图)中的图形也具有“方波”模式。 如何解释这种模式？

Answer 1

我认为他们发现测量间隔内的 CPUID 会导致总时间出现额外的变化。他们在使用 RDTSCP 指令的 3.2 改进中提出的修复方案强调了这样一个事实:当他们使用 CPUID 时，定时间隔内没有 CPUID。/RDTSC开始，然后 RDTSCP/CPUID停止。

也许他们可以在执行 CPUID 之前确保 EAX=0 或 EAX=1，以选择要读取哪个 CPUID 数据叶 ( http://www.sandpile.org/x86/cpuid.htm#level_0000_0000h )，以防所用的 CPUID 时间取决于您进行的查询。除此之外，我不确定为什么会这样。

或者更好，使用lfence而不是cpuid序列化 OoO exec，而不是完整的序列化操作。

<小时/>

请注意，英特尔白皮书中的内联汇编很糟糕:不需要那些 mov如果您使用适当的输出约束(例如 "=a"(low), "=d"(high))，请进行说明。请参阅How to get the CPU cycle count in x86_64 from C++?寻求更好的方法。