xcode - 如何在 Mac 框架中调用 cpuid 指令？

Question

我想使用 cpuid 指令来识别 Intel CPU 的功能。我在 Kernel.framework 中找到了 cpuid.h 头文件，因此我将 Kernel.framework 添加到我的项目中并包含 <Kernel/i386/cpuid.h>在我的源文件中。那产生了

kern/kern_types.h: No such file or directory

我不明白。但是函数 do_cpuid ，这是我想我想使用的，是内联定义的，所以我试着把它复制到我的源代码中。

static inline void
do_cpuid(uint32_t selector, uint32_t *data)
{
    asm("cpuid"
        : "=a" (data[0]),
          "=b" (data[1]),
          "=c" (data[2]),
          "=d" (data[3])
        : "a"(selector));
}

这给了我错误:

error: can't find a register in class 'BREG' while reloading 'asm'
error: 'asm' operand has impossible constraints

谷歌搜索这个错误让我想到了这个问题: Problem on Mac : "Can't find a register in class BREG while reloading asm"

但该问题的解决方案是使用 dynamic-no-pic 选项( GCC_DYNAMIC_NO_PIC build设置)，Xcode 对build设置的帮助说“不适用于共享库(需要与位置无关)。”我正在构建一个框架，我认为它算是一个共享库。那么我怎样才能做到这一点呢？

Answer 1

这个相当神秘的错误信息:

error: can't find a register in class 'BREG' while reloading 'asm'
error: 'asm' operand has impossible constraints

正在发生，因为其中一个约束是不允许的。在这种情况下，它是 EBX .使用 -fPIC 编译 32 位代码时选项(位置无关代码) EBX寄存器用于重定位。它不能用作输出或显示为损坏的寄存器。

尽管大多数人建议使用特殊的编译器标志进行编译，但可以通过修改汇编代码以保存 EBX 来重写该函数以支持 x86-64/IA32 和 PIC/非 PIC。注册自己并在之后恢复它。这可以通过以下代码完成:

#include <inttypes.h>

static inline void
do_cpuid(uint32_t selector, uint32_t *data)
{
    __asm__ __volatile__ (
        "xchg %%ebx, %k[tempreg]\n\t"
        "cpuid\n\t"
        "xchg %%ebx, %k[tempreg]\n"
        : "=a" (data[0]),
          [tempreg]"=&r" (data[1]),
          "=c" (data[2]),
          "=d" (data[3])
        : "a"(selector),
          "c"(0));
}

显着的变化是 data[1]值将在编译器选择的可用寄存器中返回。 =&r约束告诉编译器它选择的任何寄存器都不能是任何其他输入寄存器(我们早期用 xchg 代码破坏了寄存器)。在我们交换的代码中 EBX使用编译器选择的可用寄存器。然后我们再把它换回来。完成后 EBX将包含其原始值，而选择的空闲寄存器将包含 CPUID 返回的内容。 .汇编器模板然后将该空闲寄存器的内容移动到 data[1] .

通过允许编译器选择一个空闲寄存器，我们有效地规避了这个问题。编译器足够聪明，不使用 EBX如果它被捆绑，因为它可能用于可重定位代码。在 64 位代码中 EBX不像 32 位代码那样用于重定位，因此它可能可供使用。

精明的观察者可能已经注意到 xor %%ecx,%%ecx .这是我独立于 EBX 所做的更改问题。现在被认为是清除 ECX 的好习惯。因为如果 ECX，AMD 制造的某些处理器可能会返回旧值不为零。如果您仅针对非 PPC Mac 平台进行开发，则无需进行此更改，因为 Apple 使用的英特尔处理器不会表现出此类行为。

一般 EBX在 32 位可重定位/PIC 代码中是特殊的，这就是编译器最初提示其神秘消息的原因。