アセンブリ

Question

アセンブリ言語で質問があります。
C言語のプログラムをコンパイルした際に出てくるアセンブリ言語の一部なんですが、main()前の初期化の箇所で以下のような部分がありました。

main+3: and $0xfffffff0,%esp

このmain+3とはなんですか？？
"and $0xfffffff0,%esp"の部分が何をしているのかわかりません。
x86でコンパイラはgccです。
英語の説明を読んだら、16byteにアライアメントしているとか・・なんとか・・
よくわからないんです。

Answer 1

まず、「main+3」は、「mainの開始位置から3バイト目」という意味です。それ以前に3バイト分の何かがあると思います（x86命令は可変長なので少しわかりづらいですが）。

そして、その行のAND命令は、「ESPレジスタ（スタックポインタ）の下4ビットを0にする」という意味です。x86の取り扱うデータは整数が4バイト、doubleが8バイトありますが、これが4バイト・8バイトで割り切れないメモリに入ってしまうと大きく速度低下します（x86はどうにか動きますが、CPUによってはエラーで止まってしまうものすら存在します）。

ということで、関数に入ったところで、スタックをキリの良い位置に揃えることになります。x86の場合は、スタックがアドレスの小さい方に進むので、下位の数ビットをクリアすれば、ちょうどいい位置になります（8バイトでなくて16バイトに揃えている理由はよくわからないですが）。

Comments

[strike1217]

下4bitのポインタ x 整数4byteで16byteってことですかね？
なぜ4bitでアライアメントすることで速度低下を抑えられるのか、よくわからないです・・・

[maisumakun]

CPUは1バイトずつではなく4バイトや8バイトなど、一定の単位でメモリをまとめて読み書きしますが、それが「4で割り切れるバイトから4バイト」というように固定となっているので、アドレスがずれると複数回読み書きが必要になって非効率となります。

[strike1217]

ほぉおお
4の倍数に固定しているということですね。

x86のcpuアーキテクチャはキャッシュラインが16byteで固定のようですね。
0xfffffff0で32bitで、espレジスタも32bitなので「あああ〜〜」みたいな？？
感じですかね。
ポインタなので、最後の0で4bit、10進数で15なので、0〜15で16byte？？？
ですかね？
僕の予測・・・

[yohhoy]

スタックが16バイトアライメントされる理由は http://qiita.com/yohhoy/items/54633faf0546f8cd0e3a も参考にどうぞ。

また「and $0xfffffff0,%esp」の解釈を少し勘違いされているような？ここでは 下位4ビットを0でマスク＝16の倍数に切り捨て演算 しています。C言語的に書くなら ((unsigned)(esp / 16) * 16) 相当の計算です。

余談ですがx86アーキテクチャではキャッシュラインサイズ64byteです。

[strike1217]

x86アーキテクチャではキャッシュラインサイズ64byteなんですか？
もっとよく調べてみますね！
”下位4ビットを0でマスク＝16の倍数に切り捨て演算”ってところは「なるほど！」と思いました！！

[strike1217]

4bit = 15 ---> (0 ~ 15)16ってことですね。
次の桁を0にすれば32ですね。
これで16の倍数ですね。