執行CPU不支持的指令時會發生什麼？

如果CPU嘗試執行已使用某些CPU不支持的指令編譯的二進制文件，會發生什麼情況。我特別想知道一些在舊處理器上運行的新AVX指令。執行CPU不支持的指令時會發生什麼？

我假設這可以進行測試，友好的消息理論上可以顯示給用戶。據推測，大多數低級別的圖書館都會代您進行檢查。假設你沒有做這個檢查，你會期望發生什麼？您的流程會收到什麼信號？

2017-06-25 Kellen

[信號'SIGILL'是什麼？]（https://stackoverflow.com/q/7901867/608639）和朋友。據我所知，在所有Linux平臺上，包括i386，x86_64，ARM，Aarch32，Aarch64和MIPS都會引發SIGILL。 – jww

*「大概最底層的圖書館會代您檢查。」*呃，我不這麼認爲。大多數使用潛在不受支持指令的低級庫在速度上高於一切。在調用低級代碼之前，高級代碼負責驗證這些指令是否受支持。在執行它們之前，使用'CPUID'指令（在大多數編譯器中作爲內部函數公開）來驗證是否支持所需的指令集，從而避免出現無效指令異常的風險。然後顯示友好的錯誤消息。 –

停止並着火。 –

新指令可以設計爲「傳統兼容」或不能。
對於前者類屬於指令像tzcnt或xacquire有產生老年架構有效指令編碼：tzcnt被編碼爲 rep bsf和xacquire只是repne。
語義當然不同。

第二類屬於大部分新指令，AVX就是一個流行的例子。
當CPU遇到無效的或保留的編碼它生成#UD（對於未定義）異常 - 這是中斷號6.

的Linux內核entry_64.S設置#UD的IDT條目初：

idtentry invalid_op   do_invalid_op   has_error_code=0

的入口點do_invalid_op，其與宏traps.c生成：

DO_ERROR(X86_TRAP_UD,  SIGILL, "invalid opcode",  invalid_op)

宏DO_ERROR生成一個函數，該函數在同一個文件（here）中調用do_error_trap。

do_trap在traps.c force_sig_info中：

do_error_trap使用fill_trap_info（在同一個文件，here）創建包含Linux的信號的信息的siginfo_t結構：

case X86_TRAP_UD: 
    sicode = ILL_ILLOPN; 
    siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs); 
    break;

從那裏下面的調用發生signal.c specific_send_sig_info in signal.c

最終在調用違規流程的SIGILL的信號處理程序時達到高潮。

下面的程序是一個非常簡單的例子，其產生#UD

BITS 64 

GLOBAL _start 

SECTION .text 

_start: 

ud2

我們可以使用strace來檢查通過運行程序接收到的信號

--- SIGILL {si_signo=SIGILL, si_code=ILL_ILLOPN, si_addr=0x400080} --- 
+++ killed by SIGILL +++

如預期。

作爲Cody Gray commented，圖書館通常不依靠SIGILL，相反，他們使用一個CPU dispatcher或檢查的指令的存在明確。

來源

2017-06-26 16:33:51

執行CPU不支持的指令時會發生什麼？

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