出于测试目的禁用CPU中的AVX2

Question

我有一个要求AVX2正常工作的应用程序。已实施检查以在应用程序启动期间检查CPU是否具有AVX2指令。我想检查它是否正常工作，但是我只有具有AVX2的CPU。有没有一种方法可以暂时将其关闭以进行测试？还是以某种方式模仿其他CPU？

Answer 1

是的，请使用“仿真”（或动态重新编译）层，例如英特尔的软件开发仿真器（SDE）或QEMU。

SDE是开源的免费软件，非常方便用于在旧CPU上测试AVX512代码，或用于仿真旧CPU以检查您是否不会意外执行太新的指令。

示例：我碰巧有一个二进制文件，该二进制文件无条件使用AVX2 vpmovzxwq加载指令（对于我正在测试的功能）。它可以在我的Skylake CPU上正常运行，但是SDE可以-snb选择在两个CPUID中模拟Sandybridge并实际检查每条指令。

 $ sde64 -snb -- ./mask
TID 0 SDE-ERROR: Executed instruction not valid for specified chip (SANDYBRIDGE): 0x401005: vpmovzxwq ymm2, qword ptr [rip+0xff2]
Image: /tmp/mask+0x5 (in multi-region image, region# 1)
Instruction bytes are: c4 e2 7d 34 15 f2 0f 00 00 

有选择效仿的CPU一样古老-quark，-p4（SSE2），或酷睿2 Merom处理器（-mrm），到像新的一样IceLake -服务器（-icx）或特里蒙特（-tnt）。（还有XNL Phi CPU，例如KNL和KNM。）

它运行得很快，所以只使用指令代码中使用动态重新编译（JIT）的原生支持可在基本原生速度运行，我想。

它还具有检测选项（例如-mix转储指令混合），以及用于更紧密地控制JIT的选项。我认为您可能会得到它不报告CPUID中的AVX2，但仍然让AVX2指令运行而不会出错。

或者可能是模拟一个支持AVX2但不支持FMA的CPU（不幸的是，有一个真正的CPU来自Via）。或没有真正CPU的组合，例如AVX2但不是popcnt，或者BMI1 / BMI2但不是AVX。但是我还没有研究如何做到这一点。

基本sde -help选项仅允许您将其设置为特定的Intel CPU，并用于检查可能缓慢的SSE / AVX转换（没有正确使用vzeroupper用法）。还有其他一些事情。

缺少SDE的一个重要测试用例是没有 AVX2（AMD Piledriver / Steamroller，即大多数AMD FX系列CPU）的AVX + FMA 。 很容易忘记并在应该为AVX1 + FMA3的代码中使用AVX2随机播放，并且某些编译器（如MSVC）在编译时不会像以前那样捕捉到这一点gcc -march=bdver2。（推土机只有AVX + FMA4，没有FMA3，因为英特尔在AMD重新设计为时已晚之后改变了计划。）

如果只希望CPUID不报告AVX2（和FMA？）的存在，以便您的代码使用其AVX1或非AVX版本的功能，则可以对大多数VM执行此操作。

为了使AVX指令正常运行，必须将控制寄存器中的位置1。（因此，这就像操作系统承诺的那样，它将正确保存/恢复YMM上半部分的新架构状态）。因此，在CPUID中禁用AVX将为您提供一个VMX实例出现故障的VM实例。（至少256位指令？我还没有尝试过看看是否可以在支持AVX的硬件上以这种状态执行128位AVX指令。）