我有一个简单的程序，该程序首先将一些本机x86指令写入已声明的缓冲区，然后将函数指针设置为此缓冲区并进行调用。但是，当该缓冲区在堆栈上分配时（而不是在堆上，甚至在全局数据区中），我注意到严重的性能下降。我验证了数据缓冲区中指令序列的开头在16字节边界上（我假设这就是cpu要求（或希望）的状态）。我不知道为什么在执行过程中执行指令会有所不同，但是在下面的程序中，“ GOOD”在双核工作站上执行4秒钟，而“ BAD”则需要6分钟左右。这里是否存在某种对齐/ i缓存/预测问题？我对VTune的评估许可刚刚结束，因此我什至无法对此进行分析:(。谢谢。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
typedef int (*funcPtrType)(int, int);
int foo(int a, int b) { return a + b; }
void main()
{
// Instructions in buf are identical to what the compiler generated for "foo".
char buf[201] = {0x55,
0x8b, 0xec,
0x8b, 0x45, 0x08,
0x03, 0x45, 0x0c,
0x5D,
0xc3
};
int i;
funcPtrType ptr;
#ifdef GOOD
char* heapBuf = (char*)malloc(200);
printf("Addr of heap buf: %x\n", &heapBuf[0]);
memcpy(heapBuf, buf, 200);
ptr = (funcPtrType)(&heapBuf[0]);
#else // BAD
printf("Addr of local buf: %x\n", &buf[0]);
ptr = (funcPtrType)(&buf[0]);
#endif
for (i=0; i < 1000000000; i++)
ptr(1,2);
}
运行此命令的结果是：
$ cl -DGOOD ne3.cpp
适用于80x86的Microsoft（R）32位C / C ++优化编译器版本11.00.7022
版权所有（C）Microsoft Corp 1984-1997。版权所有。
ne3.cpp
Microsoft（R）32位增量链接器版本5.10.7303
版权所有（C）Microsoft Corp 1992-1997。版权所有。
/out:ne3.exe
ne3.obj
$ time ./ne3
堆缓冲区的地址：410eb0
真正的0m 4.33s
用户0m 4.31s
sys 0m 0.01秒
$
$
$ cl ne3.cpp
适用于80x86的Microsoft（R）32位C / C ++优化编译器版本11.00.7022
版权所有（C）Microsoft Corp 1984-1997。版权所有。
ne3.cpp
Microsoft（R）32位增量链接器版本5.10.7303
版权所有（C）Microsoft Corp 1992-1997。版权所有。
/out:ne3.exe
ne3.obj
$ time ./ne3
本地缓冲区的地址：12feb0
真正的6m41.19s
用户6m40.46s
sys 0m 0.03秒
$
谢谢。
沙桑克
最佳答案
堆栈保护的安全性？
作为一个疯狂的猜测，您可能会遇到基于MMU的堆栈保护方案。许多安全漏洞是基于故意的缓冲区溢出，从而将可执行代码注入到堆栈中。解决这些问题的一种方法是使用不可执行的堆栈。这将导致进入操作系统的陷阱，我认为操作系统或某些病毒软件可能在执行某些操作。
负i-cache相干性交互？
另一种可能性是，同时使用代码和数据访问附近地址会破坏CPU缓存策略。我相信x86实现了本质上是自动的代码/数据一致性模型，该模型很可能导致在任何存储器写操作中大量附近的缓存指令失效。您不能通过将程序更改为不使用堆栈来真正解决此问题（显然，您可以移动动态代码），因为堆栈始终由机器代码编写，例如，每次压入参数或返回地址时过程调用。
相对于DRAM甚至外层高速缓存环而言，CPU的速度确实如此快，因此破坏内部高速缓存环的任何事情都将是非常严重的，加上其实现可能涉及CPU实现中的某种微陷阱，其次是硬件中的“循环”使事物无效。英特尔或AMD不必担心速度，因为对于大多数程序而言，它永远不会发生，并且当它执行时，通常在加载程序后只会发生一次。