一、了解RDTSC指令

rdtsc指令, 該指令返回CPU自啟動(dòng)以來的時(shí)鐘周期數(shù)；該時(shí)鐘周期數(shù)，即處理器的時(shí)間戳。

在CPU通電啟動(dòng)后，首先會(huì)重置EDX和EAX，在每個(gè)時(shí)鐘周期上升或下降沿到來時(shí)，會(huì)自動(dòng)累計(jì)周期數(shù)，并被記錄到EDX和EAX寄存器中，EDX是高位，EAX是低位。

rdtsc指令就是從該寄存器中進(jìn)行獲取的。

周期和頻率的關(guān)系公式：T（周期）=1/f（頻率）

如CPU頻率f為1GHz，則其時(shí)鐘周期T=1/1GHz秒，意味著每隔T秒，CPU完成一個(gè)最基本的動(dòng)作，并在寄存器中，對(duì)周期數(shù)加1。

故，假設(shè)當(dāng)前時(shí)鐘周期數(shù)為m，則可計(jì)算出CPU自啟動(dòng)后，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間X=m*T，整理下：

X=m/f

時(shí)鐘周期與時(shí)鐘頻率互為倒數(shù), 我們可以找出以下關(guān)系:

注意計(jì)算時(shí)，單位要搭配好，比如：

• f為Hz時(shí)，計(jì)算得到的X為秒；
• f為GHz時(shí)，計(jì)算得到的X為納秒。

小結(jié)：

CPU累計(jì)運(yùn)行時(shí)間=時(shí)鐘周期數(shù)/CPU頻率

二、RDTSC指令在win和linux上的實(shí)現(xiàn)

我們已經(jīng)知道RDTSC可以獲取CPU運(yùn)行時(shí)間，另外win平臺(tái)上也已經(jīng)有了一個(gè)類似的函數(shù)：

DWORD GetTickCount()；

該函數(shù)返回值是系統(tǒng)啟動(dòng)后經(jīng)過的毫秒數(shù)，最長為49.7天。

其微軟幫助為：

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/sysinfoapi/nf-sysinfoapi-gettickcount

win和linux下RDTSC的實(shí)現(xiàn)

#include <stdint.h>

//  rdtsc
#if _WIN32

#include <intrin.h>
uint64_t rdtsc()  // win
{
    return __rdtsc();
}

#else

uint64_t rdtsc() // linux
{
    unsigned int lo, hi;
    __asm__ volatile ("rdtsc" : "=a" (lo), "=d" (hi));
    return ((uint64_t)hi << 32) | lo;
}

#endif

win下，__rdtsc()函數(shù)的微軟幫助為：

https://docs.microsoft.com/zh-cn/cpp/intrinsics/rdtsc?view=vs-2019

linux下，則需要內(nèi)聯(lián)匯編來實(shí)現(xiàn)。

RDTSC指令結(jié)合CPU頻率，也可以用來計(jì)算代碼段的執(zhí)行時(shí)間。

參考鏈接：

《RDTSC指令的使用以及相關(guān)問題》

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