C 和内联汇编错误

Question

我在开发 Linux 设备驱动程序时遇到了一个烦人的错误，我已将其简化为下面的用户态代码。

目的是通过cpuid指令读取Processor中的Core数

似乎在第三阶段仅产生了一个核心转储，我无法解释？

输出:

Phase 1: FYI Proc=0x1ac1010
Phase 2: CPU count=8
Segmentation fault (core dumped)

此代码是为 Linux 4.0.7-2 64 位编写的，使用 gcc 版本 5.1.0 编译

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
    unsigned long CPU_count;
} PROC;

PROC *Proc=NULL;

unsigned long CPU_count;

unsigned long CPU_Count(void)
{
    unsigned long c=0;

    __asm__ volatile
    (
        "movq   $0x4, %%rax     \n\t"
        "xorq   %%rcx, %%rcx    \n\t"
        "cpuid                  \n\t"
        "shr    $26, %%rax      \n\t"
        "and    $0x3f, %%rax    \n\t"
        "inc    %%rax           \n\t"
        "movq   %%rax, %0"
        : "=m" (c)
        :
        : "rax", "memory"
    );
    return(c);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if((Proc=malloc(sizeof(PROC))) != NULL)
    {
        printf("Phase 1: FYI Proc=%p\n", Proc);

        CPU_count=CPU_Count();
        printf("Phase 2: CPU count=%lu\n", CPU_count);

        Proc->CPU_count=CPU_Count();
        printf("Phase 3: CPU count=%lu\n", Proc->CPU_count);

        free(Proc);
        return(0);
    }
    else
        return(-1);
}

Answer 1

正如 Carl Norum 所提到的，因为您的 asm 语句没有完全描述它对机器状态的影响，可能发生的情况是您破坏了 GCC 用来存储某些值的寄存器。比如 Proc 指针。

解决方案是定义汇编指令的所有输入和输出，以及它破坏的任何其他内容。在这种情况下，尽可能少地在内联汇编中做事，并将其他一切留给编译器也是一个好主意。在您的示例中，只有 cpuid 指令需要在内联汇编中。所以试试这个:

void
cpuid(unsigned value, unsigned leaf,
      unsigned *eax, unsigned *ebx, unsigned *ecx, unsigned *edx) {
    asm volatile("cpuid"
             : "=a" (*eax), "=b"(*ebx), "=c"(*ecx), "=d"(*edx)
             : "a" (value), "c" (leaf));
}

unsigned long int CPU_Count(void)
{
    unsigned eax, ebx, ecx, edx;
    cpuid(4, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
    return ((eax >> 26) & 0x3F) + 1;
}

请注意，您确定 CPU 内核数量的方法无法可靠地工作。在我的 4 核 CPU 上，你的程序说我有 8 个核。这是因为您提取的字段给出了最大的 APIC id，而不是实际的核心数。有一个 thread on Intel's web forum解决了这个问题。