Linux 禁用valgrind&；的glibc（LD_HWCAP_MASK，/etc/LD.so.nohwcap）中的AVX优化功能；gdb记录

带有glibc的现代x86_64 linux将检测到CPU支持AVX扩展，并将许多字符串函数从通用实现切换到版本（在ifunc dispatchers的帮助下：，）

此功能可以提高性能，但它会阻止valgrind（，before）和gdb的“

目标记录”

”（）等工具正常工作（Ubuntu“Z”17.04 beta，gdb 7.12.50.20170207-0ubuntu2，gcc 6.3.0-8ubuntu1 20170221，Ubuntu GLIBC 2.24-7ubuntu2）：

$cat空调
#包括
#定义N 1000
int main（）{
字符src[N]，dst[N]；
memcpy（dst、src、N）；
返回0；
}
$gcc a.c-o a-fno内置
$gdb-q./a
正在从./a..读取符号（未找到调试符号）…已完成。
（gdb）启动
0x724处的临时断点1
启动程序：/home/user/src/a
主（）
（gdb）记录
（gdb）c
持续的。
过程记录不支持地址0x7ffff7b60d31处的指令0xc5。
进程记录：无法记录执行日志。
程序停止。
__memmove_avx_unaligned_erms（）位于../sysdeps/x86_64/multiarch/memmove vec unaligned erms.S:416
416 VMOVU（%rsi），%VEC（4）
（gdb）x/i$pc
=>0x7ffff7b60d31:vmovdqu（%rsi），%ymm4

gdb实现“目标记录”时出现错误消息“

过程记录不支持指令0xc5

”，因为记录/重放引擎不支持AVX指令（有时在

\u dl\u runtime\u resolve\u AVX

函数上检测到问题）：“进程记录不支持某些AVX指令”

“您可以在运行时重新编译libc（因此ld.so），或hack uu init u cpu u特性和因此uu cpu u特性（参见例如strcmp）”，或设置

ld BIND u NOW=1

，但重新编译的glibc仍然有AVX，而ld BIND NOW没有帮助

我听说glibc中有

/etc/ld.so.nohwcap

和

ld\u HWCAP\u MASK

配置。它们可以用于禁用ifunc分派到glibc中的AVX优化字符串函数吗

glibc（rtld？）如何使用

cpuid

、

/proc/cpuinfo

（可能不是）或HWCAP（

LD\u SHOW\u AUXV=1/bin/echo | grep HWCAP

命令给出的

AT\u HWCAP:bfebfbff

）来检测AVX

我听说glibc中有

/etc/ld.so.nohwcap

和

ld\u HWCAP\u MASK

配置。它们可以用于禁用ifunc分派到glibc中的AVX优化字符串函数吗

是：设置

LD\u HWCAP\u MASK=0将使GLIBC假装没有可用的CPU功能

将掩码设置为0可能会触发错误，您可能需要找出控制AVX的精确位，并仅屏蔽该位。
不是最佳或完整的解决方案，只是一个最小的位编辑kludge以允许valgrind和gdb记录“我的任务”

:

如何在不重新编译glibc的情况下屏蔽AVX/SSE

我完全重建了未修改的glibc，这在debian和ubuntu中相当容易：只需
sudo-apt-get-source-glibc
，
sudo-apt-get-build-dep-glibc
和
cd-glibc-*/；dpkg-buildpackage-us-uc
（以获取ld.so，而无需剥离调试信息）

然后，我对输出ld.so文件进行了二进制（位）修补，该文件位于
\uuu get\u cpu\u features
使用的函数中。目标函数是以
get\u common\u index.constprop.1
的名称编译而成的（它位于二进制代码中
\uu get\u cpu\u features
之后）。它有几个CPUID，第一个是；然后检查“jle 0x6”并跳转代码以获取AVX2状态。有一个代码被编译成此逻辑：

get_common_indeces (struct cpu_features *cpu_features,
            unsigned int *family, unsigned int *model,
            unsigned int *extended_model, unsigned int *stepping)
{ ...
  if (cpu_features->max_cpuid >= 7)
    __cpuid_count (7, 0,
           cpu_features->cpuid[COMMON_CPUID_INDEX_7].eax,
           cpu_features->cpuid[COMMON_CPUID_INDEX_7].ebx,
           cpu_features->cpuid[COMMON_CPUID_INDEX_7].ecx,
           cpu_features->cpuid[COMMON_CPUID_INDEX_7].edx);

cpu\u功能->max\u cpuid
是在
cpu\u cpuid（0，cpu\u功能->max\u cpuid，ebx，ecx，edx）；
行中填写的。通过将
cmp0x6
之后的
jle
替换为
jg
（字节0x7e到0x7f），禁用
if
语句更容易。（实际上，这个二进制补丁是手动重新应用于real system
ld linux.so.2的
功能的
\uGet\uCPU\功能的。所以.2
-在
mov 7 eax；xor ecx，ecx；cpuid
之前的第一个jle更改为jg。）

系统中未安装重新编译的包和修改的ld.so；我使用了
ld.so./my_程序
（或
mv ld.so/some/short/path.so
和
patchelf--set解释器./my_程序
）的命令行语法

其他可能的解决办法：


尝试使用更新的valgrind和gdb记录工具
尝试使用旧的glibc
在gdb记录中实现缺失指令模拟（如果未完成）
在glibc中对if（cpu\u功能->max\u cpuid>=7）
进行源代码修补并重新编译
在glibc中对启用avx2的字符串函数进行源代码修补并重新编译
似乎没有一种简单的运行时方法来修补功能检测。这种检测在动态链接器（ld.so）的早期就发生了

对链接器进行二进制修补似乎是目前最简单的方法。@osgx覆盖跳转的一种方法。另一种方法只是伪造cpuid结果。通常
cpuid（eax=0）
返回
eax
中支持的最高函数，而制造商ID位于寄存器ebx、ecx和edx中。我们在glibc 2.25
sysdeps/x86/cpu features.c
中有此代码段：

\uuuCPUID（0，cpu功能->最大cpuid，ebx，ecx，edx）；
/*这意味着“真正的英特尔”*/
如果（ebx==0x756e6547&&ecx==0x6c65746e&&edx==0x49656e69）
{
/*各种Intel CPU的功能检测*/
}
/*AMD的另一个案例*/
其他的
{
种类=拱门、种类或其他；
获取公共索引（cpu特性，NULL，NULL，NULL，NULL）；
}

\uuu cpuid
行
get_common_indeces (struct cpu_features *cpu_features,
            unsigned int *family, unsigned int *model,
            unsigned int *extended_model, unsigned int *stepping)
{ ...
  if (cpu_features->max_cpuid >= 7)
    __cpuid_count (7, 0,
           cpu_features->cpuid[COMMON_CPUID_INDEX_7].eax,
           cpu_features->cpuid[COMMON_CPUID_INDEX_7].ebx,
           cpu_features->cpuid[COMMON_CPUID_INDEX_7].ecx,
           cpu_features->cpuid[COMMON_CPUID_INDEX_7].edx);

172a8:       31 c0                   xor    eax,eax
172aa:       c7 44 24 38 00 00 00    mov    DWORD PTR [rsp+0x38],0x0
172b1:       00 
172b2:       c7 44 24 3c 00 00 00    mov    DWORD PTR [rsp+0x3c],0x0
172b9:       00 
172ba:       0f a2                   cpuid  

$ gdb -q -ex "set exec-wrapper ./ld-linux-x86-64-patched.so.2" -ex start ./a
Reading symbols from ./a...done.
Temporary breakpoint 1 at 0x400502: file a.c, line 5.
Starting program: /tmp/a 
During startup program exited normally.
(gdb) quit
$ gdb -q -ex start --args ./ld-linux-x86-64-patched.so.2 ./a
Reading symbols from ./ld-linux-x86-64-patched.so.2...(no debugging symbols found)...done.
Function "main" not defined.
Temporary breakpoint 1 (main) pending.
Starting program: /tmp/ld-linux-x86-64-patched.so.2 ./a
[Inferior 1 (process 27418) exited normally]
(gdb) quit                                                                                                                                                                         

(gdb) info shared
From                To                  Syms Read   Shared Object Library
0x00007ffff7fd3090  0x00007ffff7ff3130  Yes         /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
0x00007ffff76366b0  0x00007ffff766b52e  Yes         /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libubsan.so.1
0x00007ffff746a320  0x00007ffff75d9cab  Yes         /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
...

(gdb) disassemble 0x7ffff75c65d4
Dump of assembler code for function __strcmp_avx2:
   0x00007ffff75c65d0 <+0>:     mov    %edi,%eax
   0x00007ffff75c65d2 <+2>:     xor    %edx,%edx
=> 0x00007ffff75c65d4 <+4>:     vpxor  %ymm7,%ymm7,%ymm7

  IFUNC_IMPL (i, name, strcmp,
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp,
                  HAS_ARCH_FEATURE (AVX2_Usable),
                  __strcmp_avx2)
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp, HAS_CPU_FEATURE (SSE4_2),
                  __strcmp_sse42)
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp, HAS_CPU_FEATURE (SSSE3),
                  __strcmp_ssse3)
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp, 1, __strcmp_sse2_unaligned)
          IFUNC_IMPL_ADD (array, i, strcmp, 1, __strcmp_sse2))