带有 glibc 的现代 x86_64 linux 将检测到 CPU 支持 AVX 扩展并将许多字符串函数从通用实现切换到 AVX-optimized版本(在 ifunc 调度程序的帮助下: 1 ， 2 )。

此功能对性能有好处，但它会阻止一些工具，如 valgrind(older libVEXs，在 valgrind-3.8 之前)和 gdb 的“目标记录”(Reverse Execution)正常工作( Ubuntu“Z”17.04 测试版、gdb 7.12.50.20170207-0ubuntu2、gcc 6.3.0-8ubuntu1 20170221、Ubuntu GLIBC 2.24-7ubuntu2):

$ cat a.c
#include <string.h>
#define N 1000
int main(){
        char src[N], dst[N];
        memcpy(dst, src, N);
        return 0;
}
$ gcc a.c -o a -fno-builtin
$ gdb -q ./a
Reading symbols from ./a...(no debugging symbols found)...done.
(gdb) start
Temporary breakpoint 1 at 0x724
Starting program: /home/user/src/a

Temporary breakpoint 1, 0x0000555555554724 in main ()
(gdb) record
(gdb) c
Continuing.
Process record does not support instruction 0xc5 at address 0x7ffff7b60d31.
Process record: failed to record execution log.

Program stopped.
__memmove_avx_unaligned_erms () at ../sysdeps/x86_64/multiarch/memmove-vec-unaligned-erms.S:416
416             VMOVU   (%rsi), %VEC(4)
(gdb) x/i $pc
=> 0x7ffff7b60d31 <__memmove_avx_unaligned_erms+529>:   vmovdqu (%rsi),%ymm4

gdb 执行“目标记录”时出现错误消息“Process record does not support instruction 0xc5”，因为记录/重播引擎不支持 AVX 指令(有时检测到问题在 _dl_runtime_resolve_avx 函数上):https://sourceware.org/ml/gdb/2016-08/msg00028.html “进程记录不支持某些 AVX 指令”，https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/gdb/+bug/1573786 , https://bugs.debian.org/cgi-bin/bugreport.cgi?bug=836802 , https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=1136403

在 https://sourceware.org/ml/gdb/2016-08/msg00028.html 中提出的解决方案“您可以重新编译 libc(因此 ld.so)，或者在运行时破解 __init_cpu_features 和 __cpu_features(参见例如 strcmp)。”或设置 LD_BIND_NOW=1，但重新编译的 glibc 仍然有 AVX，而 ld bind-now 没有帮助。

听说glibc中有/etc/ld.so.nohwcap和LD_HWCAP_MASK配置。它们可以用于禁用 ifunc 调度到 glibc 中的 AVX 优化字符串函数吗？

glibc(rtld？)如何检测 AVX，使用 cpuid，/proc/cpuinfo(可能不是)，或 HWCAP aux (LD_SHOW_AUXV=1/bin/echo |grep HWCAP 命令给出 AT_HWCAP: bfebfbff)？

最佳答案

在最近版本的 glibc 中似乎有一个很好的解决方法:一个“可调”功能，可以指导选择优化的字符串函数。您可以找到此功能的一般概述 here和 glibc 中的相关代码 ifunc-impl-list.c .

我是这样想的。首先，我拿了gdb提示的地址:

进程记录不支持地址 0x7ffff75c65d4 处的指令 0xc5。

然后我在共享库表中查找:

(gdb) info shared
From                To                  Syms Read   Shared Object Library
0x00007ffff7fd3090  0x00007ffff7ff3130  Yes         /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
0x00007ffff76366b0  0x00007ffff766b52e  Yes         /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libubsan.so.1
0x00007ffff746a320  0x00007ffff75d9cab  Yes         /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
...

可以看到这个地址在glibc里面。但是具体是什么功能呢？

(gdb) disassemble 0x7ffff75c65d4
Dump of assembler code for function __strcmp_avx2:
   0x00007ffff75c65d0 <+0>:     mov    %edi,%eax
   0x00007ffff75c65d2 <+2>:     xor    %edx,%edx
=> 0x00007ffff75c65d4 <+4>:     vpxor  %ymm7,%ymm7,%ymm7

我可以查看 ifunc-impl-list.c找到控制选择 avx2 版本的代码:

  IFUNC_IMPL (i, name, strcmp,
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp,
                  HAS_ARCH_FEATURE (AVX2_Usable),
                  __strcmp_avx2)
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp, HAS_CPU_FEATURE (SSE4_2),
                  __strcmp_sse42)
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp, HAS_CPU_FEATURE (SSSE3),
                  __strcmp_ssse3)
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp, 1, __strcmp_sse2_unaligned)
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp, 1, __strcmp_sse2))

看起来 AVX2_Usable 是要禁用的功能。让我们相应地重新运行 gdb:

GLIBC_TUNABLES=glibc.cpu.hwcaps=-AVX2_Usable gdb...

在这次迭代中，它提示 __memmove_avx_unaligned_erms，这似乎是由 AVX_Usable 启用的 - 但我在 ifunc-memmove.h 中找到了另一条路径由 AVX_Fast_Unaligned_Load 启用。回到绘图板:

GLIBC_TUNABLES=glibc.cpu.hwcaps=-AVX2_Usable,-AVX_Fast_Unaligned_Load gdb ...

在最后一轮中，我在 ASAN 共享库中发现了一条 rdtscp 指令，所以我在没有地址清理器的情况下重新编译，最后它成功了。

总结:通过一些工作，可以从命令行禁用这些指令并使用 gdb 的记录功能，而无需严重的黑客攻击。

关于linux - 为 valgrind 和 gdb 记录禁用 glibc (LD_HWCAP_MASK,/etc/ld.so.nohwcap) 中的 AVX 优化函数，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/42451492/