Ce que vous devez savoir si vous voulez appeler des fonctions Go depuis l'assembleur

Vous avez rencontré une zone vraiment poilue de code asm.
Ma première suggestion n'est pas d'essayer d'appeler l'assembleur dans Go. - Ian Lance Taylor

Tant que votre code assembleur fait quelque chose de simple, tout semble bien.


Dès que vous avez une tâche pour appeler une fonction à partir du code assembleur de Go, un des premiers conseils qui vous sera donné: ne faites pas ça.


Et si vous en avez vraiment, vraiment besoin? Dans ce cas, s'il vous plaît, sous cat.



Convention d'appel


Tout commence par le fait que vous devez comprendre comment passer des arguments aux fonctions et comment accepter ses résultats .


Je vous recommande de vous familiariser avec les fonctions Go en langage assembleur , où la plupart des informations dont nous avons besoin sont clairement décrites.


En règle générale, la convention d'appel varie d'une plateforme à l'autre, car l'ensemble des registres disponibles peut varier. Nous ne considérerons que GOARCH=amd64, mais dans le cas de Go, les conventions ne diffèrent pas de manière significative.


Voici quelques fonctionnalités de la convention d'appel de fonction dans Go:


  • Tous les arguments sont passés à travers la pile, à l'exception du "contexte" dans les fermetures, il est accessible via le registre DX(% rdx).
  • ( arguments).
  • .
  • . , .

, . .



, register-based calling convention. Go.


, :


  • , .
  • 0(SP), 8(SP) ( 8 ), .
  • n(SP), n — . int64, 16(SP).

.


package main

func asmfunc(x int32) (int32, int32)

func gofunc(a1 int64, a2, a3 int32) (int32, int32) {
    return int32(a1) + a2, int32(a1) + a3
}

func main() {
    v1, v2 := asmfunc(10)
    println(v1, v2) // => 3, 11
}

// func asmfunc(x int32) (int32, int32)
TEXT ·asmfunc(SB), 0, $24-12
  MOVL x+0(FP), AX
  MOVQ $1, 0(SP)  //   (a1 int64)
  MOVL $2, 8(SP)  //   (a2 int32)
  MOVL AX, 12(SP) //   (a3 int32)
  CALL ·gofunc(SB)
  MOVL 16(SP), AX //   
  MOVL 20(SP), CX //   
  MOVL AX, ret+8(FP)  //   
  MOVL CX, ret+12(FP) //   
  RET

$24-16 (locals=24 bytes, args=16 bytes)

          0     8     12    16     20     SP
locals=24 [a1:8][a2:4][a3:4][ret:4][ret:4]
(ret    asmfunc,   gofunc)

        0    4          8      12     FP
args=16 [x:4][padding:4][ret:4][ret:4]
(ret    main,   asmfunc)

, 4 . , , (8 amd64).


, . — int32, — int64, offset 8, 4, reflect.TypeOf(int64(0)).Align() 8.


, FP go vet.


stackmap


-.


package foo

import (
    "fmt"
    "testing"
)

func foo(ptr *object)

type object struct {
    x, y, z int64
}

func printPtr(ptr *object) {
    fmt.Println(*ptr)
}

func TestFoo(t *testing.T) {
    foo(&object{x: 11, y: 22, z: 33})
}

TEXT ·foo(SB), 0, $8-8
        MOVQ ptr+0(FP), AX
        MOVQ AX, 0(SP)
        CALL ·printPtr(SB)
        RET

, - stackmap:


=== RUN   TestFoo
runtime: frame <censored> untyped locals 0xc00008ff38+0x8
fatal error: missing stackmap

, , GC stackmaps. Go , .


stub ( Go ). , stackmap , .


, stackmap (), NO_LOCAL_POINTERS ( ).


NO_LOCAL_POINTERS


TestFoo :


#include "funcdata.h"

TEXT ·foo(SB), 0, $8-8
        NO_LOCAL_POINTERS
        MOVQ ptr+0(FP), AX
        MOVQ AX, 0(SP)
        CALL ·printPtr(SB)
        RET

, .


, ? , , "" , , , , ?


, heap, , . , , . GC "" , , .


, , "" (escapes to heap) escape analysis, , .


NO_LOCAL_POINTERS: , , , GC . .


Go non-cooperative preemption, , .


Go. , go:nosplit, , , NO_LOCAL_POINTERS .


GO_ARGS


, Go prototype, GO_ARGS.


GO_ARGSfuncdata.h, NO_LOCAL_POINTERS. , stackmap Go .


, stackmap . args_stackmap . : , stackmap.


GO_RESULTS_INITIALIZED


Go , ( ) GO_RESULTS_INITIALIZED .


:


// func getg() interface{}
TEXT ·getg(SB), NOSPLIT, $32-16
  //     .
  //      .
  MOVQ $0, ret_type+0(FP)
  MOVQ $0, ret_data+8(FP)
  GO_RESULTS_INITIALIZED
  //    ...
  RET

, , -.


GitHub.


Go JIT-


Go .


Garbage collector Go , , , , , Go JIT'.


, . , , .


calljit-v1


// file jit.go
package main

import (
    "log"
    "reflect"
    "syscall"
    "unsafe"
)

func main() {
    a := funcAddr(goFunc)

    code := []byte{
        // MOVQ addr(goFunc), AX
        0xb8, byte(a), byte(a >> 8), byte(a >> 16), byte(a >> 24),
        // CALL AX
        0xff, 0xd0,
        // RET
        0xc3,
    }

    executable, err := mmapExecutable(len(code))
    if err != nil {
        log.Panicf("mmap: %v", err)
    }
    copy(executable, code)
    calljit(&executable[0])
}

func calljit(code *byte)

func goFunc() {
    println("called from JIT")
}

func mmapExecutable(length int) ([]byte, error) {
    const prot = syscall.PROT_READ | syscall.PROT_WRITE | syscall.PROT_EXEC
    const flags = syscall.MAP_PRIVATE | syscall.MAP_ANON
    return mmapLinux(0, uintptr(length), prot, flags, 0, 0)
}

func mmapLinux(addr, length, prot, flags, fd, off uintptr) ([]byte, error) {
    ptr, _, err := syscall.Syscall6(
        syscall.SYS_MMAP,
        addr, length, prot, flags, fd, offset)
    if err != 0 {
        return nil, err
    }
    slice := *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&reflect.SliceHeader{
        Data: ptr,
        Len:  int(length),
        Cap:  int(length),
    }))
    return slice, nil
}

func funcAddr(fn interface{}) uintptr {
    type emptyInterface struct {
        typ   uintptr
        value *uintptr
    }
    e := (*emptyInterface)(unsafe.Pointer(&fn))
    return *e.value
}

// file jit_amd64.s
TEXT ·calljit(SB), 0, $0-8
        MOVQ code+0(FP), AX
        JMP AX



, ( ):


$ go build -o jit . && ./jit
called from JIT

goFunc, JIT-:


 func goFunc() {
    println("called from JIT")
+   runtime.GC()
 }

:


$ go build -o jit . && ./jit
called from JIT
runtime: unexpected return pc for main.goFunc called from 0x7f9465f7c007
stack: frame={sp:0xc00008ced0, fp:0xc00008cef0} stack=[0xc00008c000,0xc00008d000)
000000c00008cdd0:  0000000000000000  00007f94681f7558 
000000c00008cde0:  000000c000029270  000000000000000b 
... (+ more)

: unexpected return pc for main.goFunc called from 0x7f9465f7c007, 0x7f9465f7c007 — JIT-. , runtime.


, , FP BP return address , .


Go runtime , JIT-, , .


calljit , , Go . , Go , , Go (calljit).


#include "funcdata.h"

TEXT ·calljit(SB), 0, $8-8
        NO_LOCAL_POINTERS
        MOVQ code+0(FP), AX
        JMP AX
callgo:
        CALL CX
        JMP (SP)

:


  • 8 , return address JIT .
  • NO_LOCAL_POINTERS - , CALL.

calljit , , , Go . , CX , [rsp] — , .


, callgo. , . main():


a := funcAddr(goFunc)
j := funcAddr(calljit) + 36

code := []byte{
    // MOVQ funcAddr(goFunc), CX
    0x48, 0xc7, 0xc1, byte(a), byte(a >> 8), byte(a >> 16), byte(a >> 24),
    // MOVQ funcAddr(calljit), DI
    0x48, 0xc7, 0xc7, byte(j), byte(j >> 8), byte(j >> 16), byte(j >> 24),
    // LEAQ 6(PC), SI
    0x48, 0x8d, 0x35, (4 + 2), 0, 0, 0,
    // MOVQ SI, (SP)
    0x48, 0x89, 0x34, 0x24,
    // JMP DI
    0xff, 0xe7,

    // ADDQ $framesize, SP
    0x48, 0x83, 0xc4, (8 + 8),
    // RET
    0xc3,
}

CX, callgo DI, SI , [rsp]. 4+2LEAQ .


, , ADDQ. 8 8 BP.


calljit:


   return address  callgo
|
|       Go    BP   
|       |
0(SP)   8(SP)    16(SP)    24(SP)
[empty] [prevBP] [retaddr] [arg1:code]
|             /  |         |
|            /   |           calljit (caller frame)
|           /    |      
|          /       CALL   calljit
|         /
calljit frame, 16 bytes     

runtime.GC():


$ go build -o jit . && ./jit
called from JIT

Go . , — , .


, , . Go.


Go Internal ABI


Go Internal ABI — .


Go , , . ABI, , .


:


  1. .
  2. .

calling convention ABI0, ABIInternal.


Go -S, , ABIInternal , ABI0:



ABIInternal , ABI1, . ABIInternal calling convention .


, .


, Go . , .





Hub-


, . , , , . .


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