gcc 属性 __attribute__((naked)) 使用场景
问题背景
去年一时兴起，实现了一个协程库 cocpp：
在进行协程上下文的切换时，使用了 gcc 内嵌汇编来实现，第一版大概是这样：
这个代码在没有开启编译优化的情况下工作得很好。
但是在开启了-O3 优化的时候就出问题了。
接下来我们看一下两种模式下的汇编语句差别：
不开优化：
开启优化：
可以看到，不开优化的时候，函数开头生成了开辟栈帧的汇编指令：
函数尾部生成了恢复 rbp 的指令和返回指令：
而开启了优化选项，函数开头没有开辟栈帧的指令，结尾也只有返回的指令ret。
发生这个现象的原因是编译优化选线会增加-fomit-frame-pointer优化选项，此优化选项会避免生成栈帧。
如下在-O0 优化等级增加此优化选项：
可以看到增加-fomit-frame-pointer选项之后，不再生成开辟栈帧的指令（但是和-O3 优化不完全一样）。
想要解决不同优化级别生成指令不一致的问题，大致有两种方案：
修改编译参数
修改代码
解决方案 1：修改编译参数
对于方案 1，又分为两种思路，一种是在不开启优化的时候手动增加-fomit-frame-pointer的优化选项，另一种是在开启优化的时候指定-fno-omit-frame-pointer，禁止栈指针的优化选项。但是第二种思路有问题，经过实际测试，-O3优化选项会覆盖-fno-omit-frame-pointer，导致-fno-omit-frame-pointer选项不生效。因此只能不指定-O3，而是根据gcc的文档，手动开启除了-fomit-frame-pointer的所有优化选项。
暂且不论此方案的实现繁琐程度，此方案最大的问题在于gcc优化选项会对所有的函数生效，而对于其他函数，原本不应该受到影响，所以此方案不合适。
解决方案 2：修改代码
对于此方案，又分为两种思路：
将 switch_to 函数使用纯汇编文件实现，而不是通过
gcc内嵌汇编使用
gcc相关的属性控制，不生成开栈指令
对于思路 1，这里不做描述，实际测试确实可以解决问题，但是带来的新问题是引入了汇编文件，编译时需要特殊处理一下。这里重点讨论一下思路 2。
在过去的某个时间点，我知道有相关的属性可以禁止 gcc 生成开栈指令的，但是具体是什么指令我给忘了，搜索引擎上也没有查到（应该是搜索姿势不对）。直到后来有一天，在一本书上看到：
为了演示特定的编译结果，这里使用 GCC 的 naked 语法让 test 不产生函数的入口和出口。
这段话出自《深入 Linux 内核架构和底层原理》，作者是刘京洋，书的质量很高，在此安利一波。
主角登场
于是我便在函数定义时添加了__attribute__((naked))属性，查看了一下生成的汇编指令，如下（内嵌汇编修改了一部分）：
从上面的汇编结果可以看出，在不开启优化的情况下，也没有生成开栈指令，也没有生成返回指令（返回指令对应的是内嵌汇编中写的）。开启优化的结果是一样的。
根据 gcc 的文档说明：
Use this attribute on the ARM, AVR, C4x and IP2K ports to indicate that the specified function does not need prologue/epilogue sequences generated by the compiler. It is up to the programmer to provide these sequences.
大意就是编译器不生成函数序言/结尾指令，而由程序员提供这些序列。这在手写内嵌汇编是很有用的。
总结
__attribute__((naked))属性是 GCC 扩展出来的，它告诉编译器不为该函数生成任何函数序言或结尾。这在程序员需要手动管理堆栈框架和寄存器的特殊情况下很有用。此属性的常见应用程序包括编写汇编语言功能,实现上下文切换和编写中断处理程序。
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【SkyFire】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/01626e36599e891c9bec766ef】。文章转载请联系作者。
这个cpper很懒，什么都没留下 2018-10-13 加入
会一点点cpp的苦逼码农
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