如何使用 RDRAND 内在函数？

Question

我在看 H.J. Lu 的PATCH：更新 x86 rdrand intrinsics。我不知道我是否应该使用

_rdrand_u64

，

_rdrand64_step

，或者是否还有其他功能。似乎没有为他们编写的测试用例。

似乎还缺少手册页（来自 Ubuntu 14、GCC 4.8.4）：

$ man -k rdrand
rdrand: nothing appropriate.

如何使用

RDRAND

内在函数生成一个 32 字节的块？

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一个相关的问题是 RDRAND 和 RDSEED 内在函数 GCC 和英特尔 C++。但它没有告诉我如何使用它们，或者如何生成一个块。

Answer 1

如果你看

<immintrin.h>

（我的在`/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9/include/'，Ubuntu 15.04 64bit），有兼容（与MSVC，Intel CC）定义的函数将数据传回 GCC 内置函数

extern __inline int __attribute__((__gnu_inline__, __always_inline__, __artificial__))
_rdrand64_step (unsigned long long *__P)
{
     return __builtin_ia32_rdrand64_step (__P);
}

用于 64 位参数，另外两个用于 16 位和 32 位参数

_rdrand16_step (unsigned short *__P)
_rdrand32_step (unsigned int *__P)

你应该使用它们，这样你的代码才能与 MSVC、Intel CC 和其他编译器兼容。

_rdrand64_step

将填充由指针传递的 64 位参数，随机位并返回错误代码。 32 位和 16 位版本同上

更新

“这些内在函数生成 16/32/64 位宽随机整数的随机数。生成的随机值被写入给定的内存位置并返回成功状态：如果硬件返回有效的随机值，则为“1”，并且“ 0'否则。”

https://software.intel.com/en-us/node/523864

更新

根据@vy32 的要求，这对我有用。好吧，我的系统自原始答案以来已更新，所以现在是 Ubuntu 20.04.1、x64、GCC v9.3、编译标志

gcc -m64 -mrdrnd -O3 a.c

代码

#include <stdio.h>
#include <immintrin.h>

int main() {
    unsigned long long result = 0ULL;

    int rc = _rdrand64_step (&result);

    printf("%i %llu", rc, result);

    return (rc != 1);
}

关于 CF 标志和“忽略这是一个常见的实现错误，它不会在测试中出现，但会在负载下运行 DRNG 时出现”，我相信这是内置的。如果您注释掉 printf 并使用 -S 标志编译为汇编程序，代码将如下所示，

xorl    %eax, %eax
rdrand  %rax
movl    $1, %edx
...    
cmovc   %edx, %eax

这意味着

%eax

归零，

%edx

设置为 1，然后通过

cmovc

如果 CF 升高，

%edx

可能设置为 0。这个值是从函数返回的。

所以我相信内置已经以正确的方式处理进位标志，用户应该按照手册中的描述检查

_rdrandXX_step(ull*)

的输出。

注意文件

immintrin.h

是定义处理器内在函数的各种头文件的集合。包含 RDRAND 内在函数的 current 标头是您

不应该

包含的x86gprintrin.h。