避免在访问内存时刷新寄存器（gcc inline asm）

Question

在GCC手册的“ 6.43.2.5扩展Asm-Clobbers”一节中 ，在“内存” Clobber的说明中，提到了避免刷新寄存器的技巧：

如果您知道在编译时正在访问的内存大小，则可以指定这样的内存输入：

 {"m"( ({ struct { char x[10]; } *p = (void *)ptr ; *p; }) )} 

（假设您访问的是10个字节的字符串。）

我想我了解这个主意，但是除了提供更多类型信息给GCC之外，我还不清楚如何使用它以及此技巧有什么含义。 最重要的是，出现了三个问题：

• 我也可以将此用作输出或输入/输出操作数并修改数据吗？
• 如果使用此技巧，是否还需要“内存”清除器？
  我想没有，因为我将内存块声明为输入/输出，但是我不确定。
• 仅访问内存时，是否可以安全地删除所需的volatile限定符？
  我想我可以，因为它将被声明为输出。

既然我们喜欢示例：这段代码是否合理，是否合法？ 它似乎有效。

#include <iostream>
#include <cstdint>

void add_assembly(std::uint64_t * x) {
  struct memory { std::uint64_t data[2]; } * p = reinterpret_cast<memory*>(x);
  __asm__ (
        "addq $1, %[x] \t\n"
        "addq $5, 8%[x] \t\n"
        : [x] "+m" (*p) // Bonus question: Why don't I need a "&" here?
        : "m" (*p)
        : "cc"
  );
}

int main() {
  std::uint64_t x[2];
  x[0] = 3000;
  x[1] = 7253;
  std::cout << "before: " << x[0] << " " << x[1] << std::endl;
  add_assembly(&x[0]); // add 1 to x[0], add 5 to x[1]
  std::cout << "after:  " << x[0] << " " << x[1] << std::endl;
  return 0;
}

Answer 1

我不确定此答案的所有内容，但最近我确实查看了此问题。

我也可以将此用作输出或输入/输出操作数并修改数据吗？

是的，但是最好使用单独的r （寄存器）或m （可能是复杂的寻址模式）约束。 这是。 如果要在循环中递增指针，因此需要在寄存器中使用，则为true。 m约束可以使%0扩展为(%rsi, %rdx, 4)东西。

如果使用此技巧，是否还需要“内存”清除器？

否。这告诉gcc可能修改了哪些内存。 "memory"是指所有内存都可能被修改。

仅访问内存时，是否可以安全地删除所需的volatile限定符？

您是说asm volatile (...) ？ 是。 仅当周围的代码不使用其输出（或没有任何输出）时，才需要volatile使gcc不移动或消除asm语句。 只要您告知gcc您的asm在内存中产生的结果并使用该结果，就不应使用volatile ，因此gcc可以像其他任何黑盒功能一样进行优化。 （当然，假设您的asm是“纯”函数，仅取决于其声明的输入。）

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例子很好。 :)你看起来不错。

我认为指定读写输入操作数还不够，这是正确的。 您需要指定两次作为输入和输出。 +约束的措辞使我认为“读和写”意味着gcc会将您留在其中的值视为变量的新值，但我认为并非如此。

我认为在x86上， m约束等效于o （可偏移）约束。 但是要注意语法； 您不希望8%[x]变成88(%rsp) 。 那么也许是8 + %[x] ？ 不确定。 留一个空格，所以这是语法错误，而不是其他数字。

\\t\\n很傻。 您希望在每行的开头都具有选项卡。

asm (
    "inc      %[x]   \n\t"   // inc is shorter than `add`
    "addq $5, 8 %[x] \n\t"   // this `add` writes all flags, preventing partial-flag stalls / slowdowns
    : [x] "+m" (*p) // Bonus question: Why don't I need a "&" here?
         // because you aren't writing a temporary to the output before reading the input
    : "m" (*p)
    : "cc"
);