assembly - 了解 SBCL 进入/退出程序集样板代码

Question

背景

当在 Windows 上使用 64 位 Steel Bank Common Lisp 实现一个简单的身份函数时:

(defun a (x)
   (declare (fixnum x)) 
   (declare (optimize (speed 3) (safety 0))) 
  (the fixnum x))

我发现反汇编是这样的:

* (disassemble 'a)

; disassembly for A
; Size: 13 bytes
; 02D7DFA6:       84042500000F20   TEST AL, [#x200F0000]      ; safepoint
                                                              ; no-arg-parsing entry point
;       AD:       488BE5           MOV RSP, RBP
;       B0:       F8               CLC
;       B1:       5D               POP RBP
;       B2:       C3               RET

我理解这些行:

mov rsp, rbp
pop rbp
ret  

从函数操作执行标准返回，但我不明白为什么会有这些行:

TEST AL, [#x200F0000]  // My understanding is that this sets flags based on bitwise and of AL and contents of memory 0x200F0000

和

CLC // My understanding is that this clears the carry flag.

问题

1. 为什么 SBCL 生成测试指令，但从不使用标志？
2. 为什么 SBCL 在函数返回前清除进位标志？

Answer 1

正如反汇编器提示的那样，TEST 指令是一个安全点。它用于为垃圾收集器同步线程。安全点插入到编译器知道线程处于安全状态以进行垃圾收集的位置。

安全点的形式在compiler/x86-64/macros.lisp中定义:

#!+sb-safepoint
(defun emit-safepoint ()
  (inst test al-tn (make-ea :byte :disp sb!vm::gc-safepoint-page-addr)))

您对于未使用操作的结果当然是正确的。在这种情况下，SBCL 对操作的副作用感兴趣。具体来说，如果包含该地址的页面恰好受到保护，则该指令会产生页面错误。如果页面可访问，该指令只会浪费非常的时间。我应该指出，这可能比简单地检查全局变量要快得多。

在 Windows 上，runtime/win32-os.c 中的 C 函数 map_gc_page 和 unmap_gc_page用于映射和取消映射页面:

void map_gc_page()
{
    DWORD oldProt;
    AVER(VirtualProtect((void*) GC_SAFEPOINT_PAGE_ADDR, sizeof(lispobj),
                        PAGE_READWRITE, &oldProt));
}

void unmap_gc_page()
{
    DWORD oldProt;
    AVER(VirtualProtect((void*) GC_SAFEPOINT_PAGE_ADDR, sizeof(lispobj),
                        PAGE_NOACCESS, &oldProt));
}

不幸的是我没能找到页面错误处理程序，但一般的想法似乎是当需要收集时，unmap_gc_page 将被调用。每个线程将继续运行，直到它达到这些安全点之一，然后发生页面错误。据推测，页面错误处理程序随后会暂停该线程，然后当所有线程都已暂停时，垃圾收集将运行，然后再次调用 map_gc_page 并允许线程恢复。

感谢 Anton Kovalenko 介绍了这种机制。

在 Linux 和 Mac OS X 上，默认使用不同的同步机制，这就是为什么在这些平台的默认构建中不生成指令的原因。 (我不确定 PowerPC 端口是否默认使用安全点，但显然它们不使用 x86 指令)。

另一方面，我对CLC指令一无所知。