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如何重新排列堆栈?

sse pthreads stack gcc c

psihodelia · 技术社区 · 14 年前

我尝试构建一个使用pthreads和m128 sse类型的应用程序。根据gcc手册,默认的堆栈对齐方式是16字节。为了使用m128,要求16字节对齐。

我的目标CPU支持SSE。我使用的gcc编译器不支持运行时堆栈重新对齐(例如-mstackreallign)。我不能使用任何其他gcc编译器版本。

我的测试应用程序看起来像:

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

应用程序生成异常并退出。经过简单的调试(printf“%p”&y),我发现变量y不是16字节对齐的。

我的问题是:如何在不使用任何gcc标志和属性(它们没有帮助)的情况下正确地重新对齐堆栈(16字节)?我应该在这个线程函数f()中使用gcc内联汇编程序吗?

5 回复 | 直到 7 年前

Pascal Cuoq 11 年前

在堆栈上分配一个大于15字节的数组 sizeof(__m128) ,并使用该数组中的第一个对齐地址。如果需要多个,请将它们分配到一个具有15字节边距的数组中进行对齐。

我不记得是否分配了 unsigned char 如果编译器对数组进行了严格的别名优化,或者数组只起到相反的作用,那么数组可以使您安全地进行别名优化。

#include <stdint.h>

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

Paul R 14 年前

这本来就不应该发生,但要解决这个问题,您可以尝试:

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

ablaeul 14 年前

另一个解决方案是,使用padding函数,它首先对齐堆栈,然后调用 f . 所以不要打电话 f 你直接打电话 pad ,它先填充堆栈,然后调用 foo 有一个对齐的堆栈。

代码如下所示:

#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);
}

psihodelia 14 年前

我已经解决了这个问题。以下是我的解决方案:

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");
}

首先,我们将堆栈增加16个字节。其次,我们将最小有效半字节设为0x0。我们使用push/pop操作数保留堆栈指针。我们调用另一个函数,它的所有局部变量都是16字节对齐的。所有嵌套函数也将使其局部变量16字节对齐。

而且有效!

AStupidNoob 7 年前

很抱歉让一根旧线复活…

对于那些使用比op更新的编译器的人,op提到 -mstackrealign 选项,这使我 __attribute__((force_align_arg_pointer)) . 如果您的函数被优化为使用sse,但是 %ebp 如果未对齐,这将透明地执行运行时修复(如果需要)。我也发现这只是一个问题 i386 . 这个 x86_64 ABI保证参数与16字节对齐。

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

对于那些想了解更多的人来说,这篇文章很酷: http://wiki.osdev.org/System_V_ABI