GCC - Cách sắp xếp lại ngăn xếp?

Question

Tôi cố gắng xây dựng một ứng dụng sử dụng loại pthreads và __m128 SSE. Theo hướng dẫn của GCC, sắp xếp ngăn xếp mặc định là 16 byte. Để sử dụng __m128, yêu cầu là căn chỉnh 16 byte.

CPU mục tiêu của tôi hỗ trợ SSE. Tôi sử dụng trình biên dịch GCC không hỗ trợ sắp xếp lại thời gian chạy ngăn xếp (ví dụ: -mstackrealign). Tôi không thể sử dụng bất kỳ phiên bản trình biên dịch GCC nào khác.

ứng dụng thử nghiệm của tôi trông giống như:

#include <xmmintrin.h> 
#include <pthread.h> 
void *f(void *x){ 
    __m128 y; 
    ... 
} 
int main(void){ 
    pthread_t p; 
    pthread_create(&p, NULL, f, NULL); 
} 

Ứng dụng này tạo ra một ngoại lệ và lối thoát hiểm. Sau khi gỡ lỗi đơn giản (printf "% p", & y), tôi thấy rằng biến y không được căn chỉnh 16 byte.

Câu hỏi của tôi là: làm cách nào tôi có thể căn chỉnh lại ngăn xếp đúng cách (16 byte) mà không sử dụng bất kỳ cờ và thuộc tính GCC nào (chúng không giúp ích gì)? Tôi có nên sử dụng GCC inline Assembler trong hàm này f()?

Answer 1

Tôi đã giải quyết được sự cố này. Đây là giải pháp của tôi:

void another_function(){ 
    __m128 y; 
    ... 
} 
void *f(void *x){ 
asm("pushl %esp"); 
asm("subl $16,%esp"); 
asm("andl $-0x10,%esp"); 
another_function(); 
asm("popl %esp"); 
} 

Đầu tiên, chúng tôi tăng ngăn xếp lên 16 byte. Thứ hai, chúng tôi làm cho ít nhất đáng kể nibble bằng 0x0. Chúng tôi bảo vệ con trỏ ngăn xếp bằng cách sử dụng toán hạng push/pop. Chúng ta gọi một hàm khác, có tất cả các biến cục bộ 16 byte của nó. Tất cả các hàm lồng nhau cũng sẽ có các biến cục bộ 16 byte của chúng.

Và nó hoạt động!

Answer 2

này không nên xảy ra ở nơi đầu tiên, nhưng để làm việc xung quanh vấn đề bạn có thể thử:

void *f(void *x) 
{ 
    __m128 y __attribute__ ((aligned (16))); 
    ... 
} 

Answer 3

Phân bổ trên stack một mảng đó là 15-byte lớn hơn sizeof(__m128), và sử dụng địa chỉ được căn chỉnh đầu tiên trong mảng đó. Nếu bạn cần nhiều, hãy phân bổ chúng trong một mảng với một biên độ 15 byte đơn cho căn chỉnh.

Tôi không nhớ nếu phân bổ một mảng unsigned char giúp bạn an toàn với việc tối ưu hóa bí danh nghiêm ngặt của trình biên dịch hoặc nếu nó chỉ hoạt động theo cách khác.

#include <stdint.h> 

void *f(void *x) 
{ 
    unsigned char y[sizeof(__m128)+15]; 
    __m128 *py = (__m128*) (((uintptr_t)&y) + 15) & ~(uintptr_t)15); 
    ... 
} 

Answer 4

Một giải pháp khác là sử dụng chức năng đệm, đầu tiên căn chỉnh ngăn xếp và sau đó gọi f. Vì vậy, thay vì gọi trực tiếp số f, bạn gọi số pad, ngăn xếp ngăn xếp trước và sau đó gọi số foo với ngăn xếp được căn chỉnh.

Mã này sẽ trông như thế này:

#include <xmmintrin.h> 
#include <pthread.h> 

#define ALIGNMENT 16 

void *f(void *x) { 
    __m128 y; 
    // other stuff 
} 

void * pad(void *val) { 
    unsigned int x; // to get the current address from the stack 
    unsigned char pad[ALIGNMENT - ((unsigned int) &x) % ALIGNMENT]; 
    return f(val); 
} 

int main(void){ 
    pthread_t p; 
    pthread_create(&p, NULL, pad, NULL); 
} 

Answer 5

Xin lỗi vì đã hồi sinh một chủ đề cũ ...

Đối với những người có một trình biên dịch mới hơn OP, OP đề cập đến một tùy chọn -mstackrealign, mà đưa tôi đến với __attribute__((force_align_arg_pointer)). Nếu chức năng của bạn đang được tối ưu hóa để sử dụng SSE, nhưng %ebp là không đúng, điều này sẽ thực hiện các bản sửa lỗi thời gian chạy nếu cần thiết cho bạn, minh bạch. Tôi cũng phát hiện ra rằng đây chỉ là vấn đề trên i386. x86_64 ABI đảm bảo các đối số được căn chỉnh đến 16 byte.

__attribute__((force_align_arg_pointer)) void i_crash_when_not_aligned_to_16_bytes() { ... }

mát bài viết dành cho những người có thể muốn tìm hiểu thêm: http://wiki.osdev.org/System_V_ABI