Динамическое определение, где выполняется инструкция rogue AVX-512

У меня есть процесс, запущенный на машине Intel, поддерживающей AVX-512, но этот процесс напрямую не использует никаких инструкций AVX-512 (asm или intrinsics) и скомпилирован с -mno-avx512f чтобы компилятор не вставлял никаких Инструкции AVX-512.

Тем не менее, он работает бесконечно на уменьшенной турбочастотной частоте AVX. Несомненно, есть инструкция AVX-512, прокрадывающаяся где-то, через библиотеку (очень маловероятный) системный вызов или что-то в этом роде.

Вместо того, чтобы пытаться "бинарный поиск" вниз, где начинается инструкция AVX-512, есть ли способ, которым я могу найти его немедленно, например, захват на такой инструкции?

ОС - Ubuntu 16.04.

ОТВЕТЫ

Ответ 1

Как указано в комментариях, вы можете искать все файлы ELF вашей системы и разбирать их, чтобы проверить, используют ли они инструкции AVX-512:

$ objdump -d /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 | grep %zmm0
14922:       62 f1 fd 48 7f 44 24    vmovdqa64 %zmm0,0xc0(%rsp)
14a2d:       62 f1 fd 48 6f 44 24    vmovdqa64 0xc0(%rsp),%zmm0
14c2c:       62 f1 fd 48 7f 81 50    vmovdqa64 %zmm0,0x50(%rcx)
14ca0:       62 f1 fd 48 6f 84 24    vmovdqa64 0x50(%rsp),%zmm0

(BTW, libc и ld.so включают инструкции AVX-512, они не те, что вы ищете?)

Однако вы можете найти двоичный файл, который вы даже не выполняете и не пропустите код, динамически несжатый и т.д.

Если у вас есть сомнения в процессе (так как perf отчета CORE_POWER.LVL*_TURBO_LICENSE событий), я предлагаю, чтобы создать основную свалку, если этот процесс и разобрать его (обратите внимание на первую строку позволяет также сбросить код):

$ echo 0xFF > /proc/<PID>/coredump_filter 
$ gdb --pid=<PID>
[...]
(gdb) gcore
Saved corefile core.19602
(gdb) quit
Detaching from program: ..., process ...
$ objdump -d core.19602 | grep %zmm0
7f73db8187cb:       62 f1 7c 48 10 06       vmovups (%rsi),%zmm0
7f73db818802:       62 f1 7c 48 11 07       vmovups %zmm0,(%rdi)
7f73db81883f:       62 f1 7c 48 10 06       vmovups (%rsi),%zmm0
[...]

Затем вы можете легко написать небольшой скрипт python для добавления точки останова (или точки трассировки) в каждом руководстве по AVX-512. Что-то вроде

(gdb) python
>import os
>with os.popen('objdump -d core.19602 | grep %zmm0 | cut -f1 -d:') as pipe:
>    for line in pipe:
>         gdb.Breakpoint("*" + line)

Конечно, он создаст несколько сотен (или тысяч) точек останова. Однако накладные расходы на точку останова достаточно малы для поддержки gdb (я думаю, <1 кБ для каждой точки останова).

Другим способом было бы запустить ваш код в виртуальной машине. Тем более, я предлагаю libvex. libvex используется для динамического кода инструмента (утечка памяти, профилирование памяти и т.д.). libvex интерпретировать машинный код, перевести его в промежуточное представление и перекодировать машинный код для выполнения ЦП. Самый известный проект, использующий libvex, - valgrind (честно говоря, libvex является back-end of valgrind).

Поэтому вы можете запустить приложение с помощью libvex без каких-либо инструментов:

$ valgrind --tool=none YOUR_APP

Теперь вам нужно написать инструмент вокруг libvex, чтобы обнаружить использование AVX-512. Однако libVEX НЕ (пока) поддерживает AVX-512. Таким образом, как только он должен выполнить инструкцию AVX-512, он завершится неудачей с помощью команды "Нелегальная".

$ valgrind --tool=none YOUR_APP
[...]   
vex amd64->IR: unhandled instruction bytes: 0x62 0xF1 0xFD 0x48 0x28 0x84 0x24 0x8 0x1 0x0
vex amd64->IR:   REX=0 REX.W=0 REX.R=0 REX.X=0 REX.B=0
vex amd64->IR:   VEX=0 VEX.L=0 VEX.nVVVV=0x0 ESC=NONE
vex amd64->IR:   PFX.66=0 PFX.F2=0 PFX.F3=0
==20061== valgrind: Unrecognised instruction at address 0x10913e.
==20061==    at 0x10913E: main (in ...)
==20061== Your program just tried to execute an instruction that Valgrind
==20061== did not recognise.  There are two possible reasons for this.
==20061== 1. Your program has a bug and erroneously jumped to a non-code
==20061==    location.  If you are running Memcheck and you just saw a
==20061==    warning about a bad jump, it probably your program fault.
==20061== 2. The instruction is legitimate but Valgrind doesn't handle it,
==20061==    i.e. it Valgrind fault.  If you think this is the case or
==20061==    you are not sure, please let us know and we'll try to fix it.
==20061== Either way, Valgrind will now raise a SIGILL signal which will
==20061== probably kill your program.
==20061== 
==20061== Process terminating with default action of signal 4 (SIGILL)
==20061==  Illegal opcode at address 0x10913E
==20061==    at 0x10913E: main (in ...)
==20061==

Примечание: этот ответ был протестирован с помощью:

#include <immintrin.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
    __m512d a, b, c;
    _mm512_fnmadd_pd(a, b, c);
}