static __declspec(noalias) __forceinline float xor...

Créé le : 15 août 2025

Répondu en utilisant GPT-5 Thinking par Chat01

Question

static __declspec(noalias) __forceinline float xor_rand(
uint32_t& state, const float a, const float b) noexcept {
state ^= state << 13;
state ^= state >> 17;
state ^= state << 5;
return a + (b - a) * (state * (1.0f / 4294967296.0f));
}

extern "C" __declspec(dllexport) __declspec(noalias) float ShekelFunc(
const float x, uint32_t seed) noexcept {
constexpr float a = 0.0f;
constexpr float b = 1.0f;
constexpr uint32_t SH_COUNT = 10;
constexpr float BASE_DIVIDER = 0.5f;
constexpr float COEFF_20 = 20.0f;
constexpr float COEFF_10 = 10.0f;
constexpr float COEFF_04 = 0.4f;

uint32_t i = 0;
float res = 0.0f;

while (i < SH_COUNT) {
const float r = xor_rand(seed, a, b);
const float x_part = x - COEFF_10 * r;

text
res -= b / ((BASE_DIVIDER + COEFF_20 * xor_rand(seed, a, b)) * SQUARE(x_part) + (b + COEFF_04 * xor_rand(seed, a, b))); ++i;

}

return res; здесь мне нужно передать в эту функцию seed но проблема в том что когда в другой части кода я пытаюсь сгеенрировать случайный seed аппаратно то возникает много ошибок никак с этим не связанных. я пытался сделать это как через __rdtsc() так и через _rdrand32_step(&seed) с заголовками #include <intrin.h> #include <immintrin.h> но это не помогало, может быть проблема в том что у меня включён заголовок chrono могут ли эти заголовки как-то конфликтовать? мне просто нужен надёжный и достаточно простой быстрый способ получить случайный seed желательно аппаратно а не через привязку ко времени, компилятор MCVS NetFramework C++/CLL WinForms нужно получить seed в управляемой части кода в MyForm.cpp
}

Question

static __declspec(noalias) __forceinline float xor_rand(
uint32_t& state, const float a, const float b) noexcept {
state ^= state << 13;
state ^= state >> 17;
state ^= state << 5;
return a + (b - a) * (state * (1.0f / 4294967296.0f));
}

extern "C" __declspec(dllexport) __declspec(noalias) float ShekelFunc(
const float x, uint32_t seed) noexcept {
constexpr float a = 0.0f;
constexpr float b = 1.0f;
constexpr uint32_t SH_COUNT = 10;
constexpr float BASE_DIVIDER = 0.5f;
constexpr float COEFF_20 = 20.0f;
constexpr float COEFF_10 = 10.0f;
constexpr float COEFF_04 = 0.4f;

uint32_t i = 0;
float res = 0.0f;

while (i < SH_COUNT) {
const float r = xor_rand(seed, a, b);
const float x_part = x - COEFF_10 * r;

text
res -= b / ((BASE_DIVIDER + COEFF_20 * xor_rand(seed, a, b)) * SQUARE(x_part) + (b + COEFF_04 * xor_rand(seed, a, b))); ++i;

}

return res; здесь мне нужно передать в эту функцию seed но проблема в том что когда в другой части кода я пытаюсь сгеенрировать случайный seed аппаратно то возникает много ошибок никак с этим не связанных. я пытался сделать это как через __rdtsc() так и через _rdrand32_step(&seed) с заголовками #include <intrin.h> #include <immintrin.h> но это не помогало, может быть проблема в том что у меня включён заголовок chrono могут ли эти заголовки как-то конфликтовать? мне просто нужен надёжный и достаточно простой быстрый способ получить случайный seed желательно аппаратно а не через привязку ко времени, компилятор MCVS NetFramework C++/CLL WinForms нужно получить seed в управляемой части кода в MyForm.cpp
}

Réflexion

Responding in Russian for C++/CLI seed generation

The user wants guidance in Russian for generating a hardware-based random seed in C++/CLI using RDRAND. I should explain how to include necessary headers in MSVC (<immintrin.h> for RDRAND, <intrin.h> for TSC). It’s crucial to confirm proper settings and CPUID checks before using RDRAND or TSC for seed generation in both managed and unmanaged code.

Helper function for seed generation

I’ll provide a static function that tries RDRAND first for the seed; if not supported, it falls back to using rdtsc and std::random_device. For Windows, std::random_device uses BCryptGenRandom, which is cryptographically strong. However, using intrinsics with /clr in C++/CLI may require unmanaged function signatures or separate compilation.

Handling RDRAND in C++/CLI

RDRAND intrinsics might face issues in /clr code due to managed code restrictions. Intrinsics are compiled at compile-time, but /clr uses JIT compilation for MSIL, which doesn’t support inline assembly. To fix this, create an unmanaged function using #pragma managed(push, off) or compile it in a separate unit without /clr. Then, call it from your managed code.

Code for hardware seed generation

No, headers do not conflict with chrono. I'll provide sample code with a UtilityRand.h header for generating a seed, which includes checking for RDRAND support using __cpuid. For RDSEED, I’ll explain how to check bit 18 of EBX using leaf 7. RDRAND can be accessed using the _rdrand32_step intrinsic. For fallback, we may use __rdtsc.

Addressing hardware RNG setups

To generate hardware-backed random numbers, you can use BCryptGenRandom (for Windows' CSPRNG) or RDRAND if your CPU supports it (via __cpuid). In C++/CLI, use managed and unmanaged mixes, ensuring features like intrinsics are compiled correctly. If falling back, std::random_device works reliably, but ensure non-zero seeds for xorshift PRNGs to avoid degeneracy. Also, resolve issues like missing macros (e.g., defining SQUARE) and improper seed handling for reproducibility.

Thought for 47s

Réponse

Коротко: chrono тут ни при чём — он не конфликтует ни с __rdtsc(), ни с _rdrand32_step. Проблемы возникают из-за того, что вы пытаетесь вызывать аппаратные intrinsics в /clr (C++/CLI)-коде. Часть таких инструкций в управляемых функциях запрещена/генерирует «левые» ошибки. Решение: либо получить сид через ОС (проще всего), либо вынести вызовы intrinsics в unmanaged-блок/отдельный .cpp, собранный без /clr.

Ниже — три надёжных варианта.


1) Самый простой и надёжный: сид из ОС (CNG)

Windows даёт криптографически стойкий генератор (часто с аппаратной энтропией) без всяких intrinsics. Это отлично работает и в C++/CLI.

RandSeed.h

cpp
#pragma once #include <stdint.h> extern "C" __declspec(dllexport) uint32_t GetOSSeed();

RandSeed.cpp (может быть с /clr)

cpp
#include "RandSeed.h" #include <windows.h> #include <bcrypt.h> #pragma comment(lib, "bcrypt.lib") extern "C" __declspec(dllexport) uint32_t GetOSSeed() { uint32_t s = 0; NTSTATUS st = BCryptGenRandom(nullptr, reinterpret_cast<PUCHAR>(&s), sizeof(s), BCRYPT_USE_SYSTEM_PREFERRED_RNG); if (st < 0) { LARGE_INTEGER ctr; // резервный вариант, если вдруг CNG не доступен QueryPerformanceCounter(&ctr); s = static_cast<uint32_t>(ctr.LowPart ^ ctr.HighPart); } if (s == 0) s = 0x9E3779B9u; // избегаем нулевого сида return s; }

В MyForm.cpp (управляемая часть):

cpp
extern "C" uint32_t GetOSSeed(); void SomeHandler() { auto seed = GetOSSeed(); float x = 0.5f; float y = ShekelFunc(x, seed); // ... }

Плюсы: минимум кода, работает в x86/x64, не зависит от наличия RDRAND/RDSEED, нет /clr-ограничений.


2) Аппаратно (RDRAND) — но в unmanaged блоке

Если принципиально нужен именно RDRAND, вынесите его в неуправляемый участок:

HwSeed.cpp (лучше собрать как отдельный .cpp без /clr, либо обрамить #pragma managed(off)):

cpp
#pragma managed(push, off) #include <immintrin.h> #include <intrin.h> #include <stdint.h> static bool has_rdrand() { int info[4] = {}; __cpuid(info, 1); return (info[2] & (1 << 30)) != 0; // ECX[30] = RDRAND } static uint32_t rdrand32_retry() { unsigned int v; for (int i = 0; i < 10; ++i) { if (_rdrand32_step(&v)) return v; _mm_pause(); } return 0; } extern "C" __declspec(dllexport) uint32_t GetHardwareSeed() { uint32_t s = 0; if (has_rdrand()) s = rdrand32_retry(); if (!s) { // запасной вариант на всякий случай unsigned __int64 t = __rdtsc(); s = static_cast<uint32_t>(t ^ (t >> 32)); } if (s == 0) s = 0xA3C59AC3u; return s; } #pragma managed(pop)

В MyForm.cpp:

cpp
extern "C" uint32_t GetHardwareSeed(); auto seed = GetHardwareSeed();

Важные моменты:

  • Целевой проект: x64 или x86 — как у вашего процесса; на очень старых CPU RDRAND может отсутствовать → есть проверка через CPUID.
  • Именно #pragma managed(push, off) (или отдельный .cpp без /clr) избавляет от «странных» ошибок компилятора в C++/CLI.

3) «Почти аппаратно», очень просто: std::random_device

В MSVC на Windows std::random_device использует системный CSPRNG (CNG/BCryptGenRandom). Это безопасно и быстро:

cpp
#include <random> uint32_t GetStdSeed() { std::random_device rd; uint32_t s = rd(); if (s == 0) s = 0x517CC1B7u; return s; }

Тоже безопасно вызывать из /clr.


Ответы на ваши вопросы

  • «Может конфликтовать <chrono> — Нет. Заголовки chrono, intrin.h, immintrin.h не конфликтуют. Источник ваших ошибок — вызов intrinsics в управляемом коде (/clr) без перевода функции в unmanaged.
  • Какие ещё подводные камни?
    • У вас в xor_rand xorshift-последовательность залипает на нуле: если seed == 0, состояние навсегда останется нулём. Обязательно гарантируйте seed != 0 (я это делаю в примерах).
    • В ShekelFunc используется SQUARE(x_part), но макрос не показан. Если его нет, замените на (x_part * x_part), иначе получите ошибку.
    • extern "C" __declspec(dllexport) внутри WinForms-сборки с /clr может быть не тем, что вы хотите. Обычно экспорт делают из нативной DLL, а из C++/CLI вызывают её, либо просто держат функцию внутри той же сборки, но без экспорта наружу.

Минимально рабочий вариант (рекомендую)

Используйте вариант №1 — он надёжный и не зависит от особенностей /clr:

cpp
// вызов uint32_t seed = GetOSSeed(); // быстрый, криптографически стойкий сид float y = ShekelFunc(0.5f, seed);

Если всё же хотите именно «инструкцию процессора» — примените вариант №2 и оберните код в #pragma managed(off) или вынесите в отдельный нативный .cpp.

Если пришлёте текст ошибок компиляции/линковки, я точечно подскажу, что именно у вас спотыкается.

Partager cette Q&R