Stack, 8-byte alligment, откуда ноги? Опции

[DASM]

Вчера ловил интересный глюк, с UcOS, достаточно добавить переменную любую почти в любом месте кода и все рушилось. Но если добавить ещё одну - снова работало. Оказалось в итоге что это меняет положение стека задач в оське, и если он не 8allign то рушится. В доках Арм что то о требовании такого выравнивания для внешней памяти. Но тут то внутренняя. Откуда ноги, ткните плз. Просто ради интереса

[aaarrr]

Откуда ноги, ткните плз. Просто ради интереса

LDRD/STRD, работа с 64-битными данными.

[DASM]

LDRD/STRD, работа с 64-битными данными.

Ну хорошо, я решил свою проблему, создав сегмент с аллигн 8 и поместив в него стеки задач ос. Но до того, обычный проект совершенно, у него стек просто на конец озу чипа, в сегменте с алигн4. Почему работает? Да и все равно не совсем ясно, если в стек пушить 4байтные данные, то ведь станет криво. Чего то не понимаю я. Или арм при заталкивании в стек, допустим одного байта, на самом деле меняет указатель стека на 8? Компа нет под рукой, но стало интересно

[aaarrr]

Да и все равно не совсем ясно, если в стек пушить 4байтные данные, то ведь станет криво.

При вызове функции должно быть ровно, в остальное время все равно.

[DASM]

То есть компилер при вызове примет меры для выравнивания, зная что стек в 8байтном сегменте? А во всех этих хелло ворд как такое соблюдается? Просто потому что конец озу и так кратен 8 ?

[aaarrr]

То есть компилер при вызове примет меры для выравнивания, зная что стек в 8байтном сегменте?

Да, примет.

А во всех этих хелло ворд как такое соблюдается? Просто потому что конец озу и так кратен 8 ?

Про всякие хелло ворды ничего не скажу, но требованию уже много лет.

[DASM]

Ясно, спасибо.

[MasterElectric]

Это связано с выравниванием стекового фрейма к двойному слову. Это можно отключить в NVIC регистр CCR бит STKALIGN, после чего выравнивание будет к слову. Но отключать можно не во всех МК, m7 нельзя точно. По идее падало во время переключения задач, т.е. при вызове прерывания.

Сообщение отредактировал MasterElectric - Aug 2 2018, 07:19

[jcxz]

LDRD/STRD, работа с 64-битными данными.

Это не так. LDRD/STRD требуют выравнивания только на 4.

[aaarrr]

Это не так. LDRD/STRD требуют выравнивания только на 4.

- Не на всех архитектурах это разрешено по умолчанию (ARMv5TE, ARMv6)
- Эффективнее работать с выравниванием (ARMv7-M)

[scifi]

В доках Арм что то о требовании такого выравнивания для внешней памяти. Но тут то внутренняя. Откуда ноги, ткните плз.

Они ссылаются на LDRD, STRD, причём в разных вариантах архитектуры ARM эффект может быть или не быть, но сделали стандартом, чтобы не путаться. Тут.

Оказалось в итоге что это меняет положение стека задач в оське, и если он не 8allign то рушится.

Компилятор, зная, что стек выравнен на 8 байт, может использовать такую арифметику с адресами, которая ломается при отсутствии выравнивания. Вот пример.

[DASM]

Итого в линкер файлах того же gcc мина лежит? Там везде стек а аллигн4 сегментах. Либо его библиотеки и соглашения о вызовах нечуствительны к этому, а fault я получаю потому что ucOS что то там упускает? Она явно написана с требованием аллигн8, в вариантах под IAR везде pragma locaton stacks, и он в icf отдельно обьявлен с аллигн8. Хотелось бы понять, причина в ОСи такой, или все же аллигн8 необязателен без нее?

И еще тупой вопрос. Сегменты с аллигнами это ведь для линкера. Компилятор вообще в курсе?

[aaarrr]

Хотелось бы понять, причина в ОСи такой, или все же аллигн8 необязателен без нее?

Обязателен, т.к. это требование прописано в ATPCS/AAPCS с 2000 года (после введения ARMv5).

[DASM]

Gcc не в курсе? Или кто делает lds файлы.. честно даже не знаю. Ну нет там аллигн8 (насколько помню), с телефона пишу, не посмотреть

[aaarrr]

Итого в линкер файлах того же gcc мина лежит? Там везде стек а аллигн4 сегментах.

Мина. Но такая, что вряд ли когда рванет.

И еще тупой вопрос. Сегменты с аллигнами это ведь для линкера. Компилятор вообще в курсе?

А как он может быть в курсе? Он просто считает, что стек выровнен на 2 слова.

[DASM]

2000 года (после введения ARMv5).

Господи, как время летит. Вчера же делали плату на AT91M55800A, бешеные 33 МГц, аж 8к озу и интерфейс к внешней. Так и не доделали. А он еще и in production. Доделать и в музей )). То есть если в lds написать размер сегмента (что был) минус 4 байта - и привет hard fault?

[aaarrr]

Господи, как время летит. Вчера же делали плату на AT91M55800A, бешеные 33 МГц, аж 8к озу и интерфейс к внешней. Так и не доделали. А он еще и in production. Доделать и в музей ))

55800 - это возмутительный свежак, то ли дело 40800. У меня, возможно, еще где-то лежат. А платы вот выкинул.

[DASM]

Точно уже не помню, может и 40800, 2002 год был, с ShiphT собирались, мегаджон в курсе наверное

[jcxz]

Gcc не в курсе? Или кто делает lds файлы.. честно даже не знаю. Ну нет там аллигн8 (насколько помню), с телефона пишу, не посмотреть

Уже потратили кучу времени на написание множества сообщений, а просто взять и потратить пару минут на проверку - не судьба?
Ещё ни в одном из использованных Cortex-M я не сталкивался с исключением на LDRD/STRD из-за выравнивания всего на 32 бита. И Вашем МК я думаю эти исключения на 90% не из-за этого.

[DASM]

Не сталкивались и хорошо. А мне интересно кто сталкивался. Может и еще что узнаю. А то в М7 ещё и линии кэша есть, а паре с restrict может стать совсем весело. И кстати, были не исключения, в хард фалт не валился, просто частично не работал. И отследить как и почему не очень понятно мне как

[Arlleex]

Добавлю лишь, что в компиляторах ключ PRESERVE8 или подобный говорит, чтобы этот самый компилятор следил за выравниванием на 8 байт перед и после вызова функций.
Бит STACKALIGN в регистрах управления NVIC влияет на корректировку адреса стека только при входе в исключение, поскольку они асинхронны и могут произойти между вызовами функций, где стек может быть, собственно, не выровнен на требуемую границу.

P.S. DASM, вот в FreeRTOS, например, даже простейший диспетчер динамической памяти будет выровнен независимо от положения самого статического массива Heap. Там проверяется, находится ли он по границе, если нет - обрезает первые элементы кучи, чтобы действительный адрес кучи был выровнен. А дальше при каждом выделении обеспечивается механизм "добития" запрашиваемого количества до выровненного.

Сообщение отредактировал Arlleex - Aug 3 2018, 04:52

[scifi]

Итого в линкер файлах того же gcc мина лежит? Там везде стек а аллигн4 сегментах. Либо его библиотеки и соглашения о вызовах нечуствительны к этому, а fault я получаю потому что ucOS что то там упускает?

Сталкивался с тем, что sprintf на плавучке глючил, когда нет выравнивания. Выдавал не то, что нужно, но не валился. Уже не припомню, был это яр или gcc. Моя версия: компилятор может использовать факт, что SP кратен 8, при генерации кода в адресной арифметике. Кстати, плохая адресная арифметика к разным вещам может приводить. Может тихо глюкануть, а может и глобально всё поломать.

[Forger]

Ну хорошо, я решил свою проблему, создав сегмент с аллигн 8 и поместив в него стеки задач ос.

В принципе не обязательно для стеков задач создавать отдельный сегмент со своим выравниваем. Иначе придется размер стека каждой задачи делать кратным 8 байт.
Но можно сделать с нужным выравниваем стек каждой задачи, попутно "вынудив" компилятор выравнивать еще и размер стека автоматом. Например, я делаю так (лишнее "вырезал"):

Код

class AbstractThread
{
public:
....
    using StackItem = uint64_t;
    using StackSize = uint32_t;
...
}

....

template <AbstractThread::StackSize STACK_SIZE = THREAD_DEFAULT_STACK_SIZE>
class Thread : public AbstractThread
{
....
private:
    StackItem stack[STACK_SIZE/(sizeof(StackItem))] __attribute__ ((aligned(sizeof(StackItem))));
};

Используется расширения самого компилятора, в данном случаем речь про __attribute__ ((aligned(....))))

[jcxz]

В принципе не обязательно для стеков задач создавать отдельный сегмент со своим выравниваем. Иначе придется размер стека каждой задачи делать кратным 8 байт.

И что это реально так сильно нужно - задавать размер стека с точностью до слова? Зачем??
Выравнивание на 8 и размер кратным 8 и нечего впустую мудрить.

[Forger]

И что это реально так сильно нужно - задавать размер стека с точностью до слова? Зачем??

"Слово" в данном случае = int64, т.е. 8 байт. Или я не понял вопроса?

Выравнивание на 8 и размер кратным 8 и нечего впустую мудрить.

Что я и делаю (см. пример выше).

Сегмент, по-моему, имеет смысл выделять под стеки, если камень имеет отдельное спец. быстрое ОЗУ, "прикрученное" к ядру специально для подобных целей.
Туда же еще смысл класть обработчики прерываний вместе с самой таблицей векторов.