Question

我试图在程序集程序中使用线程安全的局部变量。我在网上搜索过，但我找不到任何简单的东西。

我目前正在使用GCC汇编程序，因为该程序是C代码和程序集的混合，但最终程序将包含多平台/调用约定的代码。

目前，我已使用.lcomm伪操作声明了我的变量。据我了解，这些变量将放在.bss部分。所以我猜他们将被所有线程共享。

有没有办法直接在汇编中使用某种TLS变量，还是应该在Windows上使用特定于平台的实现，如pthread或__declspec？

希望它足够清楚。不要犹豫，询问是否需要更多信息。

感谢大家，

修改

以下是有问题的代码：

.lcomm  stack0, 8
.lcomm  stack1, 8

.globl _XSRuntime_CallMethod
_XSRuntime_CallMethod:

    pushq   %rbp
    movq    %rsp,   %rbp

    xor     %rax,   %rax

    popq    stack0( %rip )
    popq    stack1( %rip )

    callq   *%rdi

    pushq   stack1( %rip )
    pushq   stack0( %rip )

    leave
    ret

基本上，它用于将呼叫重定向到C函数。

C原型是：

extern uint64_t XSRuntime_CallMethod( void ( *m )( void * self, ... ), ... );

它将函数指针作为第一个参数，因此callq *%rdi，因为我正在使用系统V ABI测试它。

汇编代码非常简单，我希望保持这种方式，因此可以轻松维护。

问题是：如何使stack0和stack1变量线程安全。

Answer 1

您认为编译器如何实现线程局部变量？尝试使用-S或/ FAs编译这样的程序，你会看到。提示：它必须依赖特定于操作系统的API或其他详细信息才能访问TLS存储。有时准备步骤隐藏在CRT中，但没有一种方法可以做到。

例如，这是最近的MSVC如何做到的：

_TLS    SEGMENT
?number@@3HA DD 01H DUP (?)             ; number
_TLS    ENDS
EXTRN   __tls_array:DWORD
EXTRN   __tls_index:DWORD
_TEXT   SEGMENT
[...]
mov eax, DWORD PTR __tls_index
mov ecx, DWORD PTR fs:__tls_array
mov edx, DWORD PTR [ecx+eax*4]
mov eax, DWORD PTR ?number@@3HA[edx]

如您所见，它使用由CRT初始化的特殊变量。

在最近的Linux上，GCC可以使用特定于TLS的重定位：

.globl number
    .section    .tbss,"awT",@nobits
number:
    .zero   4
    .text
    [...]
    movl    %gs:number@NTPOFF, %eax

如果您想要可移植性，最好不要依赖这些特定于操作系统的细节，而是使用通用API（如pthread）或使用Martin提出的基于堆栈的方法。但我想如果你想要可移植性，你就不会使用汇编程序：）

Answer 2

不熟悉汇编程序所以：

.lcomm  stack0, 8
.lcomm  stack1, 8

.globl _XSRuntime_CallMethod
_XSRuntime_CallMethod:

    pushq   %rbp // save BP
    movq    %rsp,   %rbp // load BP with SP

    xor     %rax,   %rax  // clear AX

    popq    stack0( %rip )  // pop return address into STACK0
    popq    stack1( %rip )  // pop flags into stack1

    callq   *%rdi  // call the indirect procedure, so putting flags/return to         XSRuntime_CallMethod onto stack

    pushq   stack1( %rip ) // put caller flags onto stack
    pushq   stack0( %rip ) // put caller return onto stack

    leave // clean passed parameters from stack
    ret   // and back to caller

它是如何工作的，是吗？

如果是这样，只是跳转到间接程序而不是调用它会不容易？然后，您不需要任何额外的变量来保存调用者标志/ return＆amp;间接过程直接返回给调用者。

只是一个建议 - 从我做汇编后。

如果必须将呼叫者地址存储在某处，请减去SP，（输入？），然后使用堆栈帧。在某些时候，任何其他东西都可能是线程不安全的。

RGDS，马丁

好吧，使用TLS可能不是线程不安全的，但是任何递归调用呢？您最终会在TLS中使用另一个堆栈来覆盖它，因此您也可以使用“SP”堆栈

马丁

Answer 3

?? '经典'局部变量，即。堆栈偏移访问的参数/变量/结果本质上是线程安全的。

如果你需要一个与平台无关的'TLS'，可以将一些合适的struct / class实例传递给所有线程，作为创建参数，在恢复所有线程之前在线程字段中，第一条消息传递给线程输入队列或者其他......

RGDS，马丁

Answer 4

您可能应该使用（拨打电话）TlsAlloc＆amp; TlsFree（或其他操作系统等价物）做这样的事情。返回的索引可以存储在全局集合中，只读存储，以便于使用。

根据变量所持有的内容以及使用它们的代码所做的事情，您可能能够使用原子操作，但这可能会产生问题。

Answer 5

如前所述，局部变量（基于堆栈）本质上是线程安全的，因为每个线程都有自己的堆栈。

所有线程都可以访问的线程安全变量（不是基于堆栈的）可能最好使用自旋锁（或Windows NT引擎中的等效项，一个关键部分）来实现。必须在访问，访问和解锁之前锁定此类变量。一种变体可能是读取是免费的，但写入必须通过锁定/解锁来构建。

AFAIK只有编译器本身不实现线程安全变量。相反，它们提供了访问所需操作系统功能的lib函数。

装配 - 线程安全局部变量

5 个答案: