Определить причину ошибки при использовании -O3?
У меня проблемы с определением причины segfault, когда программа компилируется с -O3 с GCC 4.8/4.9/5.1. Для GCC 4.9.x я видел это на Cygwin, Debian 8 (x64) и Fedora 21 (x64). Другие испытали это на GCC 4.8 и 5.1.
Программа в порядке под -O2хорошо для других версий GCC и для других компиляторов (таких как MSVC, ICC и Clang).
Ниже приведен сбой под GDB, но ничего не выскакивает на меня. Исходный код от misc.cpp:26 ниже, но это простой XOR:
((word64*)buf)[i] ^= ((word64*)mask)[i];
Рассматриваемый код проверяет выравнивание 64-битных слов перед приведением. С разборки под -O3Я знаю, это как-то связано с vmovdqa инструкция:
(gdb) disass 0x0000000000539fc3
...
0x0000000000539fbc <+220>: vxorps 0x0(%r13,%r10,1),%ymm0,%ymm0
=> 0x0000000000539fc3 <+227>: vmovdqa %ymm0,0x0(%r13,%r10,1)
0x0000000000539fca <+234>: add $0x20,%r10
Похоже, что GCC использует векторы SSE в -O3и не используя их в -O2, (Спасибо Алехандро за предложение).
Я собираюсь наивно спросить: vmovdqa требования к выравниванию превышают 64-битное слово? Так почему же GCC выбирает его, если слова не выровнены по 128 битам?
Что является причиной segfault здесь? Как мне устранить неисправность дальше?
Также смотрите Ошибка 66852 - инструкции vmovdqa, выданные для 64-битного выровненного массива, вызывают segfault. Он был подан в ответ на эту проблему, поэтому на данный момент он не подтвержден.
$ gdb ./cryptest.exe
GNU gdb (Debian 7.7.1+dfsg-5) 7.7.1
...
(gdb) r v
...
Testing MessageDigest algorithm SHA-3-224.
.....
Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x0000000000539fc3 in CryptoPP::xorbuf (buf=0x98549a "efghijde",
mask=mask@entry=0x7fffffffbfeb "efghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmnhijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 'a' <repeats 106 times>..., count=count@entry=0x5e) at misc.cpp:26
26 ((word64*)buf)[i] ^= ((word64*)mask)[i];
(gdb) where
#0 0x0000000000539fc3 in CryptoPP::xorbuf (buf=0x98549a "efghijde",
mask=mask@entry=0x7fffffffbfeb "efghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmnhijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 'a' <repeats 106 times>..., count=count@entry=0x5e) at misc.cpp:26
#1 0x0000000000561eb0 in CryptoPP::SHA3::Update (this=0x985480,
input=0x7fffffffbfeb "efghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmnhijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 'a' <repeats 106 times>...,
length=0x5e) at sha3.cpp:264
#2 0x00000000005bac1a in CryptoPP::HashVerificationFilter::NextPutMultiple (
this=0x7fffffffd390,
inString=0x7fffffffbfeb "efghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmnhijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 'a' <repeats 106 times>...,
length=0x5e) at filters.cpp:786
#3 0x00000000005bd8a2 in NextPutMaybeModifiable (modifiable=<optimized out>,
length=0x5e,
inString=0x7fffffffbfeb "efghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmnhijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 'a' <repeats 106 times>...,
this=0x7fffffffd390) at filters.h:200
#4 CryptoPP::FilterWithBufferedInput::PutMaybeModifiable (
this=0x7fffffffd390,
inString=0x7fffffffbfeb "efghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmnhijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 'a' <repeats 106 times>...,
length=<optimized out>, messageEnd=0x0, blocking=<optimized out>,
...
-O3 разборка и регистрация значений.
(gdb) disass 0x0000000000539fc3
Dump of assembler code for function CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long):
0x0000000000539ee0 <+0>: lea 0x8(%rsp),%r10
0x0000000000539ee5 <+5>: and $0xffffffffffffffe0,%rsp
0x0000000000539ee9 <+9>: mov %rdx,%rax
0x0000000000539eec <+12>: pushq -0x8(%r10)
0x0000000000539ef0 <+16>: push %rbp
0x0000000000539ef1 <+17>: shr $0x3,%rax
0x0000000000539ef5 <+21>: mov %rsp,%rbp
0x0000000000539ef8 <+24>: push %r15
0x0000000000539efa <+26>: push %r14
0x0000000000539efc <+28>: push %r13
0x0000000000539efe <+30>: push %r12
0x0000000000539f00 <+32>: push %r10
0x0000000000539f02 <+34>: push %rbx
0x0000000000539f03 <+35>: je 0x53a00a <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+298>
0x0000000000539f09 <+41>: lea 0x20(%rdi),%rcx
0x0000000000539f0d <+45>: cmp %rcx,%rsi
0x0000000000539f10 <+48>: lea 0x20(%rsi),%rcx
0x0000000000539f14 <+52>: setae %r8b
0x0000000000539f18 <+56>: cmp %rcx,%rdi
0x0000000000539f1b <+59>: setae %cl
0x0000000000539f1e <+62>: or %cl,%r8b
0x0000000000539f21 <+65>: je 0x53a300 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+1056>
0x0000000000539f27 <+71>: cmp $0x8,%rax
0x0000000000539f2b <+75>: jbe 0x53a300 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+1056>
0x0000000000539f31 <+81>: mov %rdi,%rcx
0x0000000000539f34 <+84>: and $0x1f,%ecx
0x0000000000539f37 <+87>: shr $0x3,%rcx
0x0000000000539f3b <+91>: neg %rcx
0x0000000000539f3e <+94>: and $0x3,%ecx
0x0000000000539f41 <+97>: cmp %rax,%rcx
0x0000000000539f44 <+100>: cmova %rax,%rcx
0x0000000000539f48 <+104>: xor %r8d,%r8d
0x0000000000539f4b <+107>: test %rcx,%rcx
0x0000000000539f4e <+110>: je 0x539f80 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+160>
0x0000000000539f50 <+112>: mov (%rsi),%r8
0x0000000000539f53 <+115>: xor %r8,(%rdi)
0x0000000000539f56 <+118>: cmp $0x1,%rcx
0x0000000000539f5a <+122>: je 0x53a371 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+1169>
0x0000000000539f60 <+128>: mov 0x8(%rsi),%r8
0x0000000000539f64 <+132>: xor %r8,0x8(%rdi)
0x0000000000539f68 <+136>: cmp $0x3,%rcx
0x0000000000539f6c <+140>: jne 0x53a366 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+1158>
0x0000000000539f72 <+146>: mov 0x10(%rsi),%r8
0x0000000000539f76 <+150>: xor %r8,0x10(%rdi)
0x0000000000539f7a <+154>: mov $0x3,%r8d
0x0000000000539f80 <+160>: mov %rax,%r11
0x0000000000539f83 <+163>: xor %r10d,%r10d
0x0000000000539f86 <+166>: sub %rcx,%r11
0x0000000000539f89 <+169>: shl $0x3,%rcx
0x0000000000539f8d <+173>: xor %ebx,%ebx
0x0000000000539f8f <+175>: lea -0x4(%r11),%r9
0x0000000000539f93 <+179>: lea (%rdi,%rcx,1),%r13
0x0000000000539f97 <+183>: shr $0x2,%r9
0x0000000000539f9b <+187>: add %rsi,%rcx
0x0000000000539f9e <+190>: add $0x1,%r9
0x0000000000539fa2 <+194>: lea 0x0(,%r9,4),%r12
0x0000000000539faa <+202>: add $0x1,%rbx
0x0000000000539fae <+206>: vmovdqu (%rcx,%r10,1),%xmm0
0x0000000000539fb4 <+212>: vinsertf128 $0x1,0x10(%rcx,%r10,1),%ymm0,%ymm0
0x0000000000539fbc <+220>: vxorps 0x0(%r13,%r10,1),%ymm0,%ymm0
=> 0x0000000000539fc3 <+227>: vmovdqa %ymm0,0x0(%r13,%r10,1)
0x0000000000539fca <+234>: add $0x20,%r10
0x0000000000539fce <+238>: cmp %r9,%rbx
0x0000000000539fd1 <+241>: jb 0x539faa <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+202>
0x0000000000539fd3 <+243>: lea (%r8,%r12,1),%rcx
0x0000000000539fd7 <+247>: cmp %r12,%r11
0x0000000000539fda <+250>: je 0x53a006 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+294>
0x0000000000539fdc <+252>: mov (%rsi,%rcx,8),%r8
0x0000000000539fe0 <+256>: xor %r8,(%rdi,%rcx,8)
0x0000000000539fe4 <+260>: lea 0x1(%rcx),%r8
0x0000000000539fe8 <+264>: cmp %r8,%rax
0x0000000000539feb <+267>: jbe 0x53a006 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+294>
0x0000000000539fed <+269>: add $0x2,%rcx
0x0000000000539ff1 <+273>: mov (%rsi,%r8,8),%r9
0x0000000000539ff5 <+277>: xor %r9,(%rdi,%r8,8)
0x0000000000539ff9 <+281>: cmp %rcx,%rax
0x0000000000539ffc <+284>: jbe 0x53a006 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+294>
0x0000000000539ffe <+286>: mov (%rsi,%rcx,8),%r8
0x000000000053a002 <+290>: xor %r8,(%rdi,%rcx,8)
0x000000000053a006 <+294>: shl $0x3,%rax
А также:
(gdb) info r ymm0 r13 r10
ymm0 {v8_float = {0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0},
v4_double = {0x8000000000000000, 0x8000000000000000, 0x8000000000000000,
0x8000000000000000}, v32_int8 = {0x66, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6a, 0x6b, 0x65,
0x66, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6a, 0x6b, 0x6c, 0x66, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6a,
0x6b, 0x6c, 0x6d, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6a, 0x6b, 0x6c, 0x6d, 0x6e, 0x68,
0x69}, v16_int16 = {0x6766, 0x6968, 0x6b6a, 0x6665, 0x6867, 0x6a69,
0x6c6b, 0x6766, 0x6968, 0x6b6a, 0x6d6c, 0x6867, 0x6a69, 0x6c6b, 0x6e6d,
0x6968}, v8_int32 = {0x69686766, 0x66656b6a, 0x6a696867, 0x67666c6b,
0x6b6a6968, 0x68676d6c, 0x6c6b6a69, 0x69686e6d}, v4_int64 = {
0x66656b6a69686766, 0x67666c6b6a696867, 0x68676d6c6b6a6968,
0x69686e6d6c6b6a69}, v2_int128 = {0x67666c6b6a69686766656b6a69686766,
0x69686e6d6c6b6a6968676d6c6b6a6968}}
r13 0x9854a2 0x9854a2
r10 0x0 0x0
Когда скомпилировано с -O2 и точка останова на рассматриваемой линии, вот разборка. ((word64*)buf)[i] ^= ((word64*)mask)[i]; переместился в строку 31:
Breakpoint 1, CryptoPP::xorbuf (buf=0x985488 "",
mask=mask@entry=0x7fffffffc01d "The quick brown fox", 'a' <repeats 181 times>..., count=count@entry=0x13) at misc.cpp:31
31 ((word64*)buf)[i] ^= ((word64*)mask)[i];
(gdb) disass
Dump of assembler code for function CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long):
0x0000000000532150 <+0>: mov %rdx,%rcx
0x0000000000532153 <+3>: shr $0x3,%rcx
0x0000000000532157 <+7>: je 0x532170 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+32>
0x0000000000532159 <+9>: xor %eax,%eax
=> 0x000000000053215b <+11>: mov (%rsi,%rax,8),%r8
0x000000000053215f <+15>: xor %r8,(%rdi,%rax,8)
0x0000000000532163 <+19>: add $0x1,%rax
0x0000000000532167 <+23>: cmp %rcx,%rax
0x000000000053216a <+26>: jne 0x53215b <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+11>
0x000000000053216c <+28>: shl $0x3,%rcx
0x0000000000532170 <+32>: sub %rcx,%rdx
0x0000000000532173 <+35>: je 0x5321d0 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+128>
0x0000000000532175 <+37>: mov %rdx,%r8
0x0000000000532178 <+40>: add %rcx,%rdi
0x000000000053217b <+43>: add %rcx,%rsi
0x000000000053217e <+46>: shr $0x2,%r8
0x0000000000532182 <+50>: je 0x5321a8 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+88>
0x0000000000532184 <+52>: xor %eax,%eax
0x0000000000532186 <+54>: nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)
0x0000000000532190 <+64>: mov (%rsi,%rax,4),%ecx
0x0000000000532193 <+67>: xor %ecx,(%rdi,%rax,4)
0x0000000000532196 <+70>: add $0x1,%rax
0x000000000053219a <+74>: cmp %r8,%rax
0x000000000053219d <+77>: jne 0x532190 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+64>
0x000000000053219f <+79>: shl $0x2,%r8
0x00000000005321a3 <+83>: sub %r8,%rdx
0x00000000005321a6 <+86>: je 0x5321d8 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+136>
0x00000000005321a8 <+88>: lea (%rdi,%r8,1),%rcx
0x00000000005321ac <+92>: xor %eax,%eax
0x00000000005321ae <+94>: lea (%rsi,%r8,1),%rdi
0x00000000005321b2 <+98>: nopw 0x0(%rax,%rax,1)
0x00000000005321b8 <+104>: movzbl (%rdi,%rax,1),%esi
0x00000000005321bc <+108>: xor %sil,(%rcx,%rax,1)
0x00000000005321c0 <+112>: add $0x1,%rax
0x00000000005321c4 <+116>: cmp %rdx,%rax
0x00000000005321c7 <+119>: jb 0x5321b8 <CryptoPP::xorbuf(unsigned char*, unsigned char const*, unsigned long)+104>
0x00000000005321c9 <+121>: retq
0x00000000005321ca <+122>: nopw 0x0(%rax,%rax,1)
0x00000000005321d0 <+128>: retq
0x00000000005321d1 <+129>: nopl 0x0(%rax)
0x00000000005321d8 <+136>: retq
End of assembler dump.
От misc.cppстрока 26 ((word64*)buf)[i] ^= ((word64*)mask)[i];,
void xorbuf(byte *buf, const byte *mask, size_t count)
{
size_t i;
if (IsAligned<word32>(buf) && IsAligned<word32>(mask))
{
if (!CRYPTOPP_BOOL_SLOW_WORD64 && IsAligned<word64>(buf) && IsAligned<word64>(mask))
{
for (i=0; i<count/8; i++)
((word64*)buf)[i] ^= ((word64*)mask)[i];
count -= 8*i;
if (!count)
return;
buf += 8*i;
mask += 8*i;
}
for (i=0; i<count/4; i++)
((word32*)buf)[i] ^= ((word32*)mask)[i];
count -= 4*i;
if (!count)
return;
buf += 4*i;
mask += 4*i;
}
for (i=0; i<count; i++)
buf[i] ^= mask[i];
}
1 ответ
Решение
Вы могли бы скомпилировать с g++ -Wall -Wextra -O3 -g; Вы хотите включить предупреждения, потому что некоторые из них, возможно, генерируются только в проходах GCC, включенных с -O3; Вы хотите включить отладочную информацию (-g) использовать gdb но имейте в виду, что отладочная информация не всегда надежна с сильной оптимизацией.
У вас могут возникнуть проблемы с наложением указателей. Возможно использовать (или удалить) restrict ключевое слово.
Обязательно избегайте неопределенного поведения. Вы могли бы использовать -fsanitize= варианты (особенно -fsanitize=address а также -fsanitize=undefined....) к g++ компилятор (желательно версия 5) Используйте также valgrind.
Кстати, вы могли бы использовать параметры дампа, такие как -fdump-tree-all (предупреждение, они производят сотни файлов!), чтобы лучше понять внутреннее поведение g++; и вы даже можете настроить свой компилятор GCC с помощью MELT.
Также, если посмотреть на произведенный ассемблер, скомпилировать g++ -Wall -S -O3 -fverbose-asm так как -fverbose-asm просит GCC выдать несколько комментариев ассемблера, "объясняющих" (не сильно, но чуть-чуть) скомпилированный код.