YASM：导致分段错误的 vmovaps 指令答案

【问题标题】：YASM: vmovaps instruction causing segmentation faultYASM：导致分段错误的 vmovaps 指令
【发布时间】：2019-02-05 22:31:52
【问题描述】：

问题：movaps 给我一个分段错误。

上下文：x86-64 指令vmovaps 设计用于Core i 系列处理器（我正在运行此系统）上的AVX 寄存器。 AVX 寄存器的宽度是 SSE 寄存器的两倍（分别为 256 位和 128 位）。指令vmovaps 应将对齐的浮点值（32 位）向量移动到指定的ymm 寄存器中。

可能的原因：源数据的对齐特别重要，因为不正确对齐的数据是分段错误的根源。然而，即使我已经对齐了我的数据，我自己也遇到了分段错误。

示例

    segment .data

align 16
xs:
    dd  0.0
    dd  1.1
    dd  2.2
    dd  3.3
    dd  4.4
    dd  5.5
    dd  6.6
    dd  7.7

align 16
ys:
    dd  8.8
    dd  7.7
    dd  6.6
    dd  5.5
    dd  4.4
    dd  3.3
    dd  2.2
    dd  1.1

    segment .text
    global main

main:
    push rbp
    mov rbp, rsp

    ; Move eight 32-bit floats from "xs" into ymm0
    vmovaps ymm0, [xs]

    ; Move eight 32-bit floats from "ys" into ymm1
    vmovaps ymm1, [ys]

    ; Add all eight to each other simulatenously, put in ymm0
    vaddps ymm0, ymm1

    xor rax, rax
    leave
    ret

编译于：yasm -f elf64 -g dwarf2 <filename>

链接到：gcc -o <bin-name> <filename>.o

当我使用 GDB 运行它时，它只是报告它在第一条 vmovaps 指令上收到了分段错误信号。我检查了有关对齐的文档，我认为这一切都是正确的。对于它的价值，我正在 i5 8600K 上运行和执行它。

我也看过这个similar question。但是我不能真正将他的问题的答案应用于我的问题（与他的内联汇编有关）。如果有人可以对此进行权衡，我将不胜感激！

【问题讨论】：

好吧，既然你已经在你的调试器中，那么你看看实际地址来验证它是否对齐如何？您确实意识到使用 ymm0 意味着您必须有 32 字节对齐，对吧？所以你应该改成align 32。手册上说得很清楚：“当源或目的操作数是内存操作数时，操作数必须在16字节（128位版本）、32字节（VEX.256编码版本）上对齐”
@Jester 我正在使用由 Rey Sethfarth 编写的指南。我相信他的话，但他提到需要 16 字节对齐。我看到他没有具体说明什么......（FWIW 它们在 GDB 中是 16 字节对齐的。但不是 32）
@Jester 这正是问题所在。对不起，我没有 RTFM。我只是有点坚持我正在阅读的这本书，并坚持我从中获得的信息。如果你把它写成答案，我会接受。

标签： assembly x86-64 nasm memory-alignment avx

【解决方案1】：

vmovaps 和 ymm0 操作数需要 32 字节对齐。引用the manual:

当源或目标操作数是内存操作数时，操作数必须在 16 字节（128 位版本）上对齐，32 字节（VEX.256 编码版本） 或 64 字节（EVEX.512 编码版本）将生成边界或一般保护异常 (#GP)。对于 EVEX.512 编码版本，操作数必须与大小对齐内存操作数。

（强调添加）。 Linux 将 SIGSEGV 传递给导致#GP 异常的进程。

因此，对于 dd 元素的静态数组，您应该将 align 16 更改为 align 32

或者使用vmovups未对齐加载，让硬件处理；在恰好对齐的数据上具有相同的速度，并且在大多数 CPU 上，对于不跨越缓存线边界的加载/存储也是如此。

相关：How to solve the 32-byte-alignment issue for AVX load/store operations? 用于 C 和 C++ 对齐事物的方式，包括自动（堆栈）或动态存储中的数组。

【讨论】：