セグメンテーション フォールトを回避するために、ベース ポインター レジスタ (RBP) を使用してインライン アセンブリを安全に使用するにはどうすればよいですか?

ベース ポインター レジスターでのインライン アセンブリの使用

インライン アセンブリは、アセンブリ コードの小さな断片を高レベルのプログラミングに直接埋め込むメカニズムを提供します言語。これにより、開発者はハードウェア固有の命令にアクセスし、コードのパフォーマンスを最適化できます。ただし、インライン アセンブリを使用するには、高級言語と使用されているアセンブリ言語の両方を深く理解する必要があります。

Base Pointer Register (RBP) の問題

In提供された C コードでは、インライン アセンブリ ブロックを使用して、ベース ポインター レジスタ (%rbp) からアクセスされる変数に対する演算が実行されます。ただし、このコードでは、インライン アセンブリの後に変数にアクセスしようとすると、セグメンテーション フォールトが発生します。

セグメンテーション フォールトの理由

セグメンテーション フォールトは、インライン アセンブリがステップを実行するために発生します。 %rsp の下の「レッド ゾーン」。GCC はここに重要な値を保存します。インライン アセンブリ ステートメントの Pushq %rbp は、%rsp を 8 だけデクリメントし、その場所にデータを書き込み、&x.

Solution

によって参照される変数の下位 32 ビットを上書きします。この問題を解決するには、コードでレッド ゾーンと重なるインライン アセンブリ内のスクラッチ スペースを使用しないようにする必要があります。代わりに、

• インライン アセンブリからスタック メモリを割り当て、それをスクラッチ スペースに使用します。
• スクラッチ スペースには "m" 出力オペランドを使用します。これは相対的にアドレス指定されます。 RBP または RSP。
• 保存および復元が必要であることをコンパイラーに通知するために必要なクロバーを宣言します。

修正されたコードの例

void Foo(int &x)
{
    int tmp;
    long tmplong;
    asm volatile (
        "lea -16 + %[mem1], %%rbp\n"
        "imul , %%rbp, %q[reg1]\n"  // 64-bit name (q modifier)
        "add %k[reg1], %k[reg1]\n"     // 32-bit name (k modifier)
        "movl , %[mem1]\n"           // Write to scratch memory
        : [mem1] "=m" (tmp), [reg1] "=r" (tmplong)
        :
        : "%rbp" // Inform compiler about clobbered register
    );
    x = 5;
}

インライン アセンブリのベスト プラクティス

一般的に推奨されますインライン アセンブリの使用を最小限に抑え、必要な場合にのみ使用します。最適なパフォーマンスは、多くの場合、コンパイラーの最適化を活用した効率的な C または C コードを作成することで実現できます。インライン アセンブリを使用する場合は、意図した効果をコンパイラに伝えるために、入出力制約を明確に定義し、小さく簡潔に保つ必要があります。

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