gcc - 将 Pentium II 时序代码转换为内联汇编？

Question

我正在尝试在 GCC 中使用以下代码。它正在抛出错误(我猜是因为 __asm)。为什么这种简单易用的格式在 GCC 中不起作用？ Syntax of extended assembly在这里提供。在内联汇编中使用更多变量时，我感到很困惑。有人可以将以下程序转换为适当的形式，并在使用变量的地方给出必要的解释。

    int time, subtime;
    float x = 5.0f;
    __asm {
            cpuid
            rdtsc
            mov     subtime, eax
            cpuid
            rdtsc
            sub     eax, subtime
            mov     subtime, eax    // Only the last value of subtime is kept
            // subtime should now represent the overhead cost of the
            // MOV and CPUID instructions
            fld     x
            fld     x
            cpuid                   // Serialize execution
            rdtsc                   // Read time stamp to EAX
            mov     time, eax
            fdiv                    // Perform division
            cpuid                   // Serialize again for time-stamp read
            rdtsc                           
            sub     eax, time       // Find the difference
            mov     time, eax
    }

.

Answer 1

您的问题实际上是一个代码转换问题，对于 Stackoverflow 通常是题外话。然而，答案可能对其他读者有益。

此代码是原始源 Material 的转换，并不意味着增强。实际的 FDIV/FDIVP 和 FLD 可以减少为单个 FLD 和 FDIV/FDIVP 因为您将浮点值除以自身。正如 Peter Cordes 指出的那样，您可以使用 FLD1 将值 1.0 加载到堆栈顶部。 .这是可行的，因为将 任何 数除以自身(除了 0.0)将花费与将 5.0 除以自身相同的时间。这将消除将变量 x 传递到汇编程序模板的需要。

您使用的代码是 documented by Intel 的变体20 年前的 Pentium II。描述了对该处理器正在发生的事情的讨论。不同之处在于您使用的代码不会执行该文档中描述的热身。我认为这种机制不会在现代处理器和操作系统上运行得过于出色(警告)。

有问题的代码旨在测量单个 FDIV 所需的时间。指令来完成。假设你真的想转换这个特定的代码，你将不得不使用 GCC extended assembler templates .扩展汇编程序模板对于初次使用 GCC 的开发人员来说并不容易使用。对于汇编代码，您甚至可以考虑将代码放入单独的汇编文件中，单独进行汇编，然后从 C 中调用它。

汇编程序模板使用 input constraints和 output constraints将数据传入和传出模板(与 MSVC 不同)。它还使用 clobber list指定可能已更改但未显示为输入或输出的寄存器。默认情况下，GCC 内联汇编使用 ATT syntax而不是 INTEL。

使用带有 ATT 语法的扩展汇编程序的等效代码如下所示:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int time, subtime;
    float x = 5.0f;
    int temptime;
    __asm__ (
            "rdtsc\n\t"
            "mov %%eax, %[subtime]\n\t"
            "cpuid\n\t"
            "rdtsc\n\t"
            "sub %[subtime], %%eax\n\t"
            "mov %%eax, %[subtime]\n\t" 
            /* Only the last value of subtime is kept 
             * subtime should now represent the overhead cost of the
             * MOV and CPUID instructions */
            "flds %[x]\n\t"
            "flds %[x]\n\t"            /* Alternatively use fst to make copy */
            "cpuid\n\t"                /* Serialize execution */
            "rdtsc\n\t"                /* Read time stamp to EAX */
            "mov %%eax, %[temptime]\n\t"
            "fdivp\n\t"                /* Perform division */
            "cpuid\n\t"                /* Serialize again for time-stamp read */
            "rdtsc\n\t"
            "sub %[temptime], %%eax\n\t"
            "fstp %%st(0)\n\t"         /* Need to clear FPU stack before returning */
            : [time]"=a"(time),        /* 'time' is returned via the EAX register */
              [subtime]"=r"(subtime),  /* return reg for subtime */
              [temptime]"=r"(temptime) /* Temporary reg for computation
                                          This allows compiler to choose
                                          a register for temporary use. Register 
                                          only for BOTH so subtime and temptime 
                                          calc are based on a mov reg, reg */

            : [x]"m"(x)                /* X is a MEMORY reference (required by FLD) */
            : "ebx", "ecx", "edx");    /* Registers clobbered by CPUID
                                          but not listed as input/output
                                          operands */

    time = time - subtime; /* Subtract the overhead */
    printf ("%d\n", time); /* Print total time of divide to screen */
    return 0;
}