Assembly 是否有任何方法可以让GCC生成额外的NOP指令来将指令执行与特定的块大小对齐？

上下文：您好，我最近正在构建一个定制CPU，它有16、32和48位指令长度。CPU获取64位的数据块，在两个数据块之间捕获到一条指令之前，这一切都是正常的；这使得我的CPU获取两个数据块，这会影响其性能

问题: 我想知道是否有任何方法可以通过向编译过程中添加传统参数，使gcc将指令与NOP对齐到64位块。或者，让GCC将指令与NOP对齐的正确方法是什么

这就是一条指令如何夹在两个块之间

          +---------------+ 
          |Unaligned ins  |
          +---------------+
 +---------------+ +---------------+
 |     64Bits    | |     64Bits    |
 +---------------+ +---------------+

这是我希望GCC实现的16位执行和48位执行的理想方式。每个空块表示一条16位指令，但最后一个大空块表示一条48位指令；这将使后面的指令不对齐。如果后面跟着另一条48位或32位指令，它将被夹在两个数据块之间。我希望GCC生成NOP指令以防止未对齐的指令执行。如最后一个空块所示

+---+---+---+---+ +-----------+---+
|   |   |   |   | |           |   |
+---+---+---+---+ +-----------+---+
+---------------+ +---------------+
|     64Bits    | |     64Bits    |
+---------------+ +---------------+

我已经尝试过的：

---

我尝试向GCC添加参数，例如

-falign loops=###-falign functions=###-falign jumps=##

，但它们没有达到我想要的效果。

你能让GCC在每48位指令之前打印

.p2align 3,4

，在每32位指令之前打印

.p2align 3,2

吗？我不知道在哪里修改GCC的源代码来实现这一点，但它避免了需要实际跟踪指令大小和当前对齐方式

这将填充到2^3字节（64位）的边界，但仅当它最多需要4字节（或2字节）的填充时

有了这些限制，如果块边界前面有6个字节，它就不会在6字节指令之前填充（因此可以适应）。对于4字节指令也是如此

更为优化的是指令调度，它知道边界，并尝试重新排序以打包成块，而不留下很大的空白来填充NOP

---

如果您的GAS本身不知道如何生成2或4字节的NOP，那么糟糕的简单方法是使用

.p2alignw 3，0x1234，4

告诉它填充

0x1234

的2字节序列。（其中，

0x1234

是用于编码2字节NOP指令的占位符。）

---

稍微好一点的方法是教GAS发出2字节或4字节的NOP指令，而不是2个2字节的NOP指令，但这只是一个不需要修改GAS就可以做的肮脏的黑客行为。

你能让GCC在每48位指令之前打印

.p2align 3,4

，在每32位指令之前打印

.p2align 3,2

？我不知道在哪里修改GCC的源代码来实现这一点，但它避免了需要实际跟踪指令大小和当前对齐方式

这将填充到2^3字节（64位）的边界，但仅当它最多需要4字节（或2字节）的填充时

有了这些限制，如果块边界前面有6个字节，它就不会在6字节指令之前填充（因此可以适应）。对于4字节指令也是如此

更为优化的是指令调度，它知道边界，并尝试重新排序以打包成块，而不留下很大的空白来填充NOP

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如果您的GAS本身不知道如何生成2或4字节的NOP，那么糟糕的简单方法是使用

.p2alignw 3，0x1234，4

告诉它填充

0x1234

的2字节序列。（其中，

0x1234

是用于编码2字节NOP指令的占位符。）

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稍微不那么糟糕的做法是教GAS发出2字节或4字节的NOP指令，而不是2个2字节的NOP指令，但这只是一个不需要修改GAS就可以做到的肮脏的黑客行为。

这不是对您问题的直接回答，但在googlenacl（原生客户端）中也做了类似的事情，以使x86机器代码的分析更容易。也许读一下他们为了达到这个效果而对工具链所做的修改？@fuz-Oh，谢谢。你能给我一个链接吗？很遗憾我没有链接。我必须以你需要的方式研究这个问题。我怀疑GCC中已经有任何东西可以为你做到这一点。您应该能够通过使用RTL INSN的指令大小注释RTL INSN，然后实现您自己的自定义过程来实现这一点。您也可以在汇编程序中实现它。您所做的与安腾（IA-64）体系结构的指令包类似，因此查看该实现可能会有所帮助，但除此之外，它与GCC一样，只是汇编程序已经知道指令大小。这不是对您问题的直接回答，但是在Googlenacl（原生客户端）中也做了类似的事情，以使x86机器代码的分析更容易。也许读一下他们为了达到这个效果而对工具链所做的修改？@fuz-Oh，谢谢。你能给我一个链接吗？很遗憾我没有链接。我必须以你需要的方式研究这个问题。我怀疑GCC中已经有任何东西可以为你做到这一点。您应该能够通过使用RTL INSN的指令大小注释RTL INSN，然后实现您自己的自定义过程来实现这一点。您也可以在汇编程序中实现它。您所做的与安腾（IA-64）体系结构的指令包类似，因此查看该实现可能会有所帮助，但除此之外，它与GCC一样，只是汇编程序已经知道指令大小。它可以工作。我删除了我以前的评论，我错了。现在的问题是，填充是作为一条指令执行的，

objdump-d

显示“bad”，就像填充是一条错误的指令一样。@Bybit360:因此，ISA的GAS不知道如何使用NOPs填充，只使用

00

字节或其他什么？你可能会