Question

我知道为什么GCC默认不重新排序结构的成员，但我很少编写依赖于结构顺序的代码，所以有什么方法可以标记我的结构自动重新排序吗？ / p>

Answer 1

之前的GCC版本具有-fipa-struct-reorg option，允许在-fwhole-program + -combine模式下重新排序结构。

-fipa-struct-reorg
  执行结构重组优化，改变C类结构布局以更好地利用空间局部性。此转换对包含结构数组的程序有效。提供两种编译模式：基于配置文件（使用-fprofile-generate启用）或静态（使用内置启发式）。要求-fipa-type-escape提供此转换的安全性。它仅适用于整个程序模式，因此需要启用-fwhole-program和-combine。通过此转换考虑'cold'的结构不受影响（请参阅--param struct-reorg-cold-struct-ratio=value）。

由于release note

中的以下原因，它已从GCC 4.8.x中移除

已删除struct reorg和matrix reorg optimizations（命令行选项-fipa-struct-reorg和-fipa-matrix-reorg）。它们并不总是正常工作，也不适用于链接时优化（LTO），因此仅适用于由单个翻译单元组成的程序。

但是，您仍然可以自行承担struct-reorg-branch {{1}}的风险，因为它仍在积极开发中。

Answer 2

GCC没有这样的选择。而且，我确定，它不能以任何合理的方式介绍。关于填充优化，请查看this discussion。

我知道的唯一例外是热/冷结构字段拆分，在某些情况下可以完成（我仍然不确定，GCC甚至可以在配置文件引导模式下执行此操作，我知道ICC可以）。此功能不受用户控制，并且在调用图上执行，其中可以证明此类转换对数据流的保守性。

Answer 3

我认为在编译整个程序时可以重新组织/拆分struct的元素（lto模式，使用-flto标志）。在这种情况下，您可以获得程序的完整图片，对于不能转义的符号，应该可以重新排序它们以获得更好的缓存行为等。

在gcc主干中，这是在积极发展。这是在GNU cauldron 2015中提出的。您可能想尝试gcc trunk或struct-reorg-branch。

https://gcc.gnu.org/wiki/cauldron2015?action=AttachFile&do=view&target=Olga+Golovanevsky_+Memory+Layout+Optimizations+of+Structures+and+Objects.pdf

Answer 4

作为附带说明，Linux内核实现了 gcc plugin，以引入名为 randomize_layout 的服装。目的是在结构的定义中使用它，以使编译器将字段的顺序随机化。 Linux内核将其用于the sake of security，以抵抗需要了解结构布局的攻击。例如， cred 结构在 include / linux / cred.h 中定义如下：

struct cred {
    atomic_t    usage;
#ifdef CONFIG_DEBUG_CREDENTIALS
    atomic_t    subscribers;    /* number of processes subscribed */
    void        *put_addr;
[...]
    struct user_struct *user;   /* real user ID subscription */
    struct user_namespace *user_ns; /* user_ns the caps and keyrings are relative to. */
    struct group_info *group_info;  /* supplementary groups for euid/fsgid */
    /* RCU deletion */
    union {
        int non_rcu;            /* Can we skip RCU deletion? */
        struct rcu_head rcu;        /* RCU deletion hook */
    };
} __randomize_layout;

__ randomize_layout 标签在Linux源代码树的 include / linux / compiler-gcc.h 中定义为：

#define __randomize_layout __attribute__((randomize_layout))

是否有GCC关键字允许结构重新排序？

4 个答案: