Linux MOVDQU指令+；页面边界

我有一个简单的测试程序，用 跨页面边界（OS=Linux）访问数据的movdqu指令

如果映射了下面的页面，则效果很好。如果不是 然后我得到一个SIGSEGV，这可能是预期的

然而，这大大降低了未对齐负载的有用性 一点。此外，SSE4.2指令（如pcmpistri）中 允许未对齐的内存引用似乎表现出这种行为 还有

这很好——除了有许多strcmp的实现 我发现使用pcmpistri似乎无法解决这个问题 我已经设计出了一些简单的测试用例 导致这些实现失败，而每次字节的实现非常简单 strcmp实现将在相同的数据布局下正常工作

还有一个注意事项——它显示了 64位Linux有一个似乎使用 以更安全的方式执行pcmpistri指令。实施 这个strcmp相当复杂，但似乎正在仔细尝试 以避免页面边界问题。我不确定这是否是因为 我上面描述的问题，或者它是否只是试图 通过对齐数据获得更好的性能

不管怎样，我的问题主要是——我在哪里可以找到更多 关于这个问题？我输入了“movdqu越界”和 我能想到的谷歌的每一个变体，但都没有遇到 任何特别有用的东西。如果有人能告诉我更多的信息

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对此，我们将不胜感激。

首先，任何试图访问未映射地址的算法都会导致SegFault。如果非AVX代码流使用4字节加载访问页面的最后一个字节和碰巧未映射的“下一页”的前3个字节，则也会导致SegFault。不我认为“问题”在于AVX（1/2/3）寄存器比“典型”寄存器大得多，以至于那些不安全（但侥幸逃脱）的算法如果简单地扩展到更大的寄存器，就会被捕获

对齐负载（MOVDQA）永远不会出现此问题，因为它们不会跨越其自身大小或更大的任何边界。未对齐的负载可能会有此问题（如您所注意到的），而且“经常”会有此问题。这是因为指令被定义为加载目标寄存器的完整大小。您需要非常仔细地查看指令定义中的操作数类型。不管你对多少数据感兴趣。指令被定义做什么很重要

然而

AVX1（Sandybridge）添加了一个“屏蔽移动”功能，该功能比movdqa或movdqu速度慢，但不会（在体系结构上）访问未映射的页面，只要该页面中的访问部分未启用屏蔽。这是为了解决这个问题。一般来说，向前看，加载/存储的屏蔽部分（参见AVX512）似乎也不会导致IA上的访问冲突

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（这是一个关于PCMPxSTRx行为的问题。也许你可以给你的“字符串”对象添加15字节的填充？

我在写一个库时遇到了一个类似的问题，来自一个非常有用的贡献者

该思想的核心是将16字节的读取与字符串的结尾对齐，然后在开头处理剩余的字节。这是因为字符串的结尾必须位于可访问页面中，并且可以保证16字节截断的起始地址也必须位于可访问页面中

由于我们从不读取超过字符串的内容，因此我们可能无法进入受保护的页面

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为了处理初始字节集，我选择使用

PCMPxSTRM

函数，这些函数返回匹配字节的位掩码。然后，只需移动结果以忽略在字符串真正开头之前出现的任何掩码位。

实现可能会这样做，以避免跨越页面边界对性能造成影响。英特尔处理器（不确定最新的处理器）在跨页面边界的错误对齐访问方面有着令人震惊的性能历史。但是页面错误的问题应该是无关紧要的。我对这个问题的答案很好奇。《英特尔优化手册》（第10.3.6节）仅指出，“未对齐的128位SIMD内存访问可以跨页面边界获取数据，因为系统软件以页面粒度管理内存访问权限。”。也许可以尝试在其他操作系统上复制相同的bug？或者更确切地说，该操作系统将响应页面错误并将其分页-应用程序看不见（除了巨大的性能损失）。或者，如果未分配应用程序，则使其崩溃。在这种情况下，访问未分配的内存是标准的。到底是什么问题<如果您传递一个未终止的字符串并让它运行到未映射的页面中，则code>strcmp也将生成

SIGSEG

。这正是访问未映射页面所做的。作为对最后一条评论的响应。。我仔细构造了一个测试，其中字符串位于4K页面的偏移量4090处，值为“test”和“\0”字节。以下内存页未映射。当我将strcmp与该字符串一起用作参数时，一切正常。当我尝试可比较的pcmpistri指令时，将尝试加载整个16字节的块——跨入下一页，触发SIGSEGV。这就是限制pcmpistri对我有用性的原因，也是为什么我想知道一些使用它的strcmp实现。