c - 适用于 ARM Mac M1/M2 的 __rdtsc/__rdtscp？

Question

我想在我的代码中插入一些时间测量。在 x64 上我使用 __rdtscp。 mac m1/m2 有类似的东西吗？具体来说，不是系统调用和高分辨率。

Answer 1

只需使用clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC,...)

这是一个VDSO函数。这意味着内核将代码注入(inject)到“做正确的事情”的用户空间程序中，因此用户空间程序可以访问时间戳计数器而无需执行系统调用。 p>

在 x86 上，它[通常]会调用 rdtsc [或 PET]，并调整计数器值以表示纳秒。

在arm上，TSC是一个控制寄存器，只能在内核模式下访问。但是，高端臂架构允许将其映射为用户空间的 R/O 访问。内核启用映射。然后，VDSO 代码段将知道如何通过映射访问这些值。

对 clock_gettime 的调用很快。速度如此之快，以至于不值得尝试直接访问计数器寄存器。

此外，直接访问计数器也没有多大意义，因为我们仍然需要将其转换为某种标准单位(例如纳秒)。 VDSO 代码片段将执行此操作。

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更新:

Is it a VDSO call on macOS, too? –  fuz

我的直接经验是在 nVidia Jetson [Linux 下] 上使用 ARM。

但是，据我所知，macOS 提供了[必须提供]clock_gettime。

在较旧的内核上，它可能必须发出等效的系统调用。

但是，由于架构提供了用户空间直接访问给定操作系统/内核的方法，因此有充分的理由相信 VDSO 方法在 macOS 下也可用。事实上，确实如此:https://www.unix.com/man-page/osx/7/vdso/

查看具体机制的方法是构建一个使用clock_gettime 和[使用gdb]单步执行的程序。然后，可以让gdb反汇编clock_gettime代码。

我们必须使用gdb [与。 objdump 和/或 readelf] 用于反汇编，因为该代码片段是由内核动态加载/注入(inject)的，因此通过静态分析不容易访问它。

此外，注入(inject)的代码可以是特定于处理器模型的。内核在引导期间探测 CPU 架构及其功能。它根据找到的功能制作代码片段。

使用gdb是我检查clock_gettime[大约3年前的商业产品]的方式，以验证它是否可以访问硬件而无需 一个系统调用，并且它提供了正确的纳秒值。在这种特殊情况下，我还查看了内核源代码中的架构特定部分。