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RDTSC 指令的Intel 手册警告说，当 RDTSC 实际执行时，乱序执行可能会发生变化，因此他们建议在其前面插入一条 CPUID 指令，因为 CPUID 会序列化指令流（CPUID 永远不会乱序执行）。我的问题很简单：如果他们有能力让指令序列化，为什么他们不让 RDTSC 序列化？它的全部目的似乎是获得周期准确的计时。是否存在您不想在其前面使用序列化指令的情况？

较新的 Intel CPU 有一个单独的 RDTSCP 指令正在序列化。英特尔选择引入单独的指令，而不是更改 RDTSC 的行为，这向我表明，在某些情况下，您想要的可能是时序乱序。它是什么？

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时间戳计数器是在 Pentium 微架构上引入的。乱序执行直到 Pentium Pro 才出现。英特尔本可以进行rdtsc序列化（架构上或内部），但似乎他们决定将其保持为非序列化，这对于通用时间测量来说是可以的，并留给程序员在必要时添加序列化指令。这有利于减少测量的开销。

这实际上在您提供的文档中得到了证实，并附有以下关于 Pentium 和 Pentium/MMX 的评论（在 4.2 中，稍作解释）：

第 4.1 节（Pentium Pro 和 Pentium II）中描述的所有规则和代码示例也适用于 Pentium 和 Pentium/MMX。唯一的区别是，CPUID 指令不是序列化所必需的。

而且，来自维基百科：

时间戳计数器是一个 64 位寄存器，自 Pentium 以来所有 x86 处理器都存在。

: : :

从 Pentium Pro 开始，英特尔处理器支持乱序执行，其中指令不一定按照它们在可执行文件中出现的顺序执行。这可能会导致 RDTSC 的执行晚于预期，从而产生误导性的循环计数。

RDTSCP的两个用途之一是为您提供除了时间戳信息之外的处理器 ID（它就在名称中Read Time-Stamp Counter *AND* Processor ID），这在跨内核或插槽的 TSC 不同步的系统上很有用（请参阅：如何获取 CPU来自 C++ 的 x86_64 中的循环计数？）。的附加序列化属性rdtscp使其在感兴趣区域的末尾更方便（参见：在测量执行时间方面，(rdtsc + lfence + rdtsc) 和 (rdtsc + rdtscp) 之间有什么区别吗？）。

于 2012-08-22T03:00:20.220 回答
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如果您尝试使用 rdtsc 来查看分支是否预测错误，则非序列化版本就是您想要的。

//math here
rdtsc
branch if zero to done
//do some work that always takes 1 cycle
done: rdtsc

如果分支预测正确，则增量会很小（甚至可能是负数？）。如果分支被错误预测，则增量会很大。

使用序列化版本，分支条件将得到解决，因为第一个 rdtsc 等待数学完成。

于 2012-08-23T11:09:32.490 回答
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他们为什么不进行 RDTSC 序列化？它的重点似乎是获得周期准确的计时

好吧，大部分时间都是为了获得高分辨率的时间戳。至少在某些时候，这些时间戳用于性能指标。使指令序列化可能需要管道刷新，这对于受 CPU 限制的应用程序来说可能非常昂贵。

英特尔选择引入单独的指令，而不是更改 RDTSC 的行为，这向我表明，在某些情况下，您想要的可能是时序乱序。

改变行为几乎总是不可取的。英特尔的客户会失望地发现它RDTSC在新部件上做了不同的事情。

于 2012-08-22T02:54:38.873 回答
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正如 paxdiably 解释的那样，RDTSC它早于“序列化”指令的概念，因为它是在有序 CPU 上实现的。稍后添加该行为会改变使用它的代码的内存访问行为，因此对于某些目的是不兼容的。

相反，最近的 CPU 有一条相关的RDTSCP指令，被定义为序列化（实际上更强大：它承诺等到所有指令在它完成之前发出，而不仅仅是内存访问已经完成），正是出于这个原因。如果您在现代 CPU 上运行，请使用它。

于 2012-08-22T17:18:38.963 回答