如何确保RDTSC准确？

Question

我读过RDTSC可以给出错误的读数，不应该依赖。
这是真的吗？如果是的话，可以做些什么呢？

Answer 1

非常旧的CPU的RDTSC是准确的。

问题
但是新的CPU有问题。
工程师们认为RDTSC对于讲述时间会很有帮助。
但是，如果CPU节制频率RDTSC是无用的告诉时间。
上述braindead工程师决定通过让TSC始终以相同的频率运行，即使CPU速度变慢来“解决”这个问题。

这具有TSC可用于告诉已过时（挂钟）时间的'优势'。但是它使得TSC 无用 对分析的用处不大。

如何判断你的CPU不破
如果你可以告诉你的CPU是通过读取TSC_invariant位在CPUID罚款。

设置AEX为80000007H并读取EDX的第8位。
如果它是0，那么你的CPU很好。
如果它是1，那么你的CPU坏了，你需要确保你的配置文件，而全速运行CPU。

function IsTimerBroken: boolean; 
{$ifdef CPUX86} 
asm 
    //Make sure RDTSC measure CPU cycles, not wall clock time. 
    push ebx 
    mov eax,$80000007 //Has TSC Invariant support? 
    cpuid 
    pop ebx 
    xor eax,eax  //Assume no 
    and edx,$10  //test TSC_invariant bit 
    setnz al   //if set, return true, your PC is broken. 
end; 
{$endif} 
    //Make sure RDTSC measure CPU cycles, not wall clock time. 
{$ifdef CPUX64} 
asm 
    mov r8,rbx 
    mov eax,$80000007 //TSC Invariant support? 
    cpuid 
    mov rbx,r8 
    xor eax,eax 
    and edx,$10 //test bit 8 
    setnz al 
end; 
{$endif} 

如何解决乱序执行的问题
参见：http://www.intel.de/content/dam/www/public/us/en/documents/white-papers/ia-32-ia-64-benchmark-code-execution-paper.pdf

使用下面的代码：

function RDTSC: int64; 
{$IFDEF CPUX64} 
asm 
    {$IFDEF AllowOutOfOrder} 
    rdtsc 
    {$ELSE} 
    rdtscp  // On x64 we can use the serializing version of RDTSC 
    push rbx  // Serialize the code after, to avoid OoO sneaking in 
    push rax  // later instructions before the RDTSCP runs. 
    push rdx  // See: http://www.intel.de/content/dam/www/public/us/en/documents/white-papers/ia-32-ia-64-benchmark-code-execution-paper.pdf 
    xor eax,eax 
    cpuid 
    pop rdx 
    pop rax 
    pop rbx 
    {$ENDIF} 
    shl rdx,32 
    or rax,rdx 
    {$ELSE} 
{$IFDEF CPUX86} 
asm 
    {$IFNDEF AllowOutOfOrder} 
    xor eax,eax 
    push ebx 
    cpuid   // On x86 we can't assume the existance of RDTSP 
    pop ebx  // so use CPUID to serialize 
    {$ENDIF} 
    rdtsc 
    {$ELSE} 
error! 
{$ENDIF} 
{$ENDIF} 
end; 

如何破碎的CPU上运行RDTSC
诀窍是强制CPU以100％运行。
这通常通过多次运行示例代码来完成。
我通常使用1.000.000开始。
然后，我会将那100万次运行10次，并采取这些尝试的最低时间。

与理论计时比较表明，这给出非常准确的结果。