ARM汇编：重新加载“ asm”时无法在类“ GENERAL_REGS”中找到寄存器

Question

我试图在ARM Cortex-a8上的ARM汇编中实现将32位操作数与256位操作数相乘的函数。 问题是我的寄存器用完了，我不知道如何减少这里使用的寄存器数量。 这是我的功能：

typedef struct UN_256fe{

uint32_t uint32[8];

}UN_256fe;

typedef struct UN_288bite{

uint32_t uint32[9];

}UN_288bite;
void multiply32x256(uint32_t A, UN_256fe* B, UN_288bite* res){

asm (

        "umull          r3, r4, %9, %10;\n\t"
        "mov            %0, r3;         \n\t"/*res->uint32[0] = r3*/
        "umull          r3, r5, %9, %11;\n\t"
        "adds           r6, r3, r4;     \n\t"/*res->uint32[1] = r3 + r4*/
        "mov            %1, r6;         \n\t"
        "umull          r3, r4, %9, %12;\n\t"
        "adcs           r6, r5, r3;     \n\t"
        "mov            %2, r6;         \n\t"/*res->uint32[2] = r6*/
        "umull          r3, r5, %9, %13;\n\t"
        "adcs           r6, r3, r4;     \n\t"
        "mov            %3, r6;         \n\t"/*res->uint32[3] = r6*/
        "umull          r3, r4, %9, %14;\n\t"
        "adcs           r6, r3, r5;     \n\t"
        "mov            %4, r6;         \n\t"/*res->uint32[4] = r6*/
        "umull          r3, r5, %9, %15;\n\t"
        "adcs           r6, r3, r4;     \n\t"
        "mov            %5, r6;         \n\t"/*res->uint32[5] = r6*/
        "umull          r3, r4, %9, %16;\n\t"
        "adcs           r6, r3, r5;     \n\t"
        "mov            %6, r6;         \n\t"/*res->uint32[6] = r6*/
        "umull          r3, r5, %9, %17;\n\t"
        "adcs           r6, r3, r4;     \n\t"
        "mov            %7, r6;         \n\t"/*res->uint32[7] = r6*/
        "adc            r6, r5, #0 ;    \n\t"
        "mov            %8, r6;         \n\t"/*res->uint32[8] = r6*/

        : "=r"(res->uint32[8]), "=r"(res->uint32[7]), "=r"(res->uint32[6]), "=r"(res->uint32[5]), "=r"(res->uint32[4]),
           "=r"(res->uint32[3]), "=r"(res->uint32[2]), "=r"(res->uint32[1]), "=r"(res->uint32[0])
         : "r"(A), "r"(B->uint32[7]), "r"(B->uint32[6]), "r"(B->uint32[5]),
           "r"(B->uint32[4]), "r"(B->uint32[3]), "r"(B->uint32[2]), "r"(B->uint32[1]), "r"(B->uint32[0]), "r"(temp)
         : "r3", "r4", "r5", "r6", "cc", "memory");

}

EDIT-1：我根据第一条评论更新了我的内容清单，但仍然收到相同的错误

Answer 1

一个简单的解决方案是将其分解，而不使用“ Clobber”。 将变量声明为“ tmp1”，等等。请尽量不要使用任何mov语句； 如果需要，让编译器执行此操作。 编译器将使用一种算法来找出最佳的信息“流”。 如果您使用'clobber'，则它无法重用寄存器。 按照现在的方式，您可以在汇编程序执行之前先加载所有内存。 这很不好，因为您希望将内存/ CPU ALU流水线化。

void multiply32x256(uint32_t A, UN_256fe* B, UN_288bite* res) 
{

  uint32_t mulhi1, mullo1;
  uint32_t mulhi2, mullo2;
  uint32_t tmp;

  asm("umull          %0, %1, %2, %3;\n\t"
       : "=r" (mullo1), "=r" (mulhi1)
       : "r"(A), "r"(B->uint32[7])
  );
  res->uint32[8] = mullo1; /* was 'mov %0, r3; */
  volatile asm("umull          %0, %1, %3, %4;\n\t"
      "adds           %2, %5, %6;     \n\t"/*res->uint32[1] = r3 + r4*/
     : "=r" (mullo2), "=r" (mulhi2), "=r" (tmp)
     : "r"(A), "r"(B->uint32[6]), "r" (mullo1), "r"(mulhi1)
     : "cc"
    );
  res->uint32[7] = tmp; /* was 'mov %1, r6; */
  /* ... etc */
}

“ gcc内联汇编程序”的全部目的不是直接在“ C”文件中编码汇编程序。 它是使用编译器的寄存器分配逻辑，做一些不能在“C”可以轻松完成。 在您的情况下使用进位逻辑。

通过使其不成为一个巨大的“ asm”子句，编译器可以在需要新寄存器时从内存中调度加载。 它还会将您的“ UMULL” ALU活动与加载/存储单元进行管道传输。

仅当指令隐式破坏特定寄存器时，才应使用Clobber。 您也可以使用类似的方法，

register int *p1 asm ("r0");

并将其用作输出。 但是，除了那些可能改变堆栈的指令之外，我不知道像这样的任何ARM指令，并且您的代码当然不会使用这些指令和进位指令。

GCC知道如果内存被列为输入/输出，它就会发生变化，因此您不需要内存破坏者。 实际上，这是有害的，因为内存破坏者是编译器的内存屏障 ，当编译器可能为后者安排内存时 ，这将导致写入内存。

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道德是使用gcc内联汇编器与编译器一起工作。 如果您在汇编器中编码并且拥有大量例程，则寄存器的使用可能会变得复杂而混乱。 典型的汇编编码器每个例程在寄存器中仅保留一件事，但这并不总是寄存器的最佳用途。 编译器将以相当智能的方式对数据进行混洗，当代码变大时，这种方式很难克服（并且对于手动编写IMO不太满意）。

您可能想看一下GMP库 ，它具有许多方法来有效解决代码中看起来相同的问题。