GCC內聯匯編：約束

Question

我很難理解角色約束在GCC內聯匯編（x86）中的作用。 我已經閱讀了手冊 ，它准確地解釋了每個約束的作用。 問題在於，即使我理解每個約束的作用，我也很少理解為什么要使用一個約束而不是另一個約束，或者它可能帶來什么。

我意識到這是一個非常廣泛的話題，所以一個小例子應該有助於縮小焦點。 以下是一個簡單的asm例程，它只添加了兩個數字。 如果發生整數溢出，則將值1寫入輸出C變量。

 int32_t a = 10, b = 5;
 int32_t c = 0; // overflow flag

 __asm__
 (
  "addl %2,%3;"        // Do a + b (the result goes into b)
  "jno 0f;"            // Jump ahead if an overflow occurred
  "movl $1, %1;"       // Copy 1 into c
  "0:"                 // We're done.

  :"=r"(b), "=m"(c)    // Output list
  :"r"(a), "0"(b)     // Input list
 );

現在這個工作正常，除了我必須隨意擺弄約束，直到我讓它正常工作。 最初，我使用了以下約束：

  :"=r"(b), "=m"(c)    // Output list
  :"r"(a), "m"(b)     // Input list

請注意，我使用b的“m”約束而不是“0”。 這有一個奇怪的副作用，如果我用優化標志編譯並調用該函數兩次，由於某種原因，加法運算的結果也會存儲在c 。 我最終讀到了“ 匹配約束 ”，它允許您指定變量將用作輸入和輸出操作數。 當我將"m"(b)改為"0"(b)它起作用了。

但我真的不明白為什么你會使用一個約束而不是另一個約束。 我的意思是，是的，我知道，“R”是指變量應該是在寄存器和“m”意味着它應該是在內存中-但我真的不明白什么選擇一個對另一個的影響是，為什么加如果我選擇某種約束組合，則操作無法正常工作。

問題：1）在上面的示例代碼中，為什么b上的“m”約束導致c被寫入？ 2）是否有任何教程或在線資源更詳細地介紹約束？

Answer 1

這里有一個例子可以更好地說明為什么你應該仔細選擇約束（與你的功能相同，但也許更簡潔一點）：

bool add_and_check_overflow(int32_t& a, int32_t b)
{
    bool result;
    __asm__("addl %2, %1; seto %b0"
            : "=q" (result), "+g" (a)
            : "r" (b));
    return result;
}

因此，使用的約束是： q ， r和g 。

• q表示只能選擇eax ， ecx ， edx或ebx 。 這是因為set*指令必須寫入8位可尋址寄存器（ al ， ah ，...）。 使用b在%b0裝置，用最低8位部分（ al ， cl ，...）。
• 對於大多數雙操作數指令，至少有一個操作數必須是寄存器。 所以不要兩者都使用m或g ; 將r用於至少一個操作數。
• 對於最后的操作數，無論是寄存器還是內存都沒關系，所以使用g （通用）。

另外，在上述的例子中，我選擇使用g （而不是r用於a因為引用通常作為存儲器指針來實現，所以使用r約束將要求第一復制指涉到寄存器，然后復制回來。 使用g ，可以直接更新指示對象。

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至於為什么你的原始版本用加法值覆蓋你的c ，那是因為你在輸出槽中指定了=m ，而不是（比方說） +m ; 這意味着允許編譯器為輸入和輸出重用相同的內存位置。

在您的情況下，這意味着兩個結果（因為相同的內存位置用於b和c ）：

• 添加沒有溢出：然后， c被b的值覆蓋（添加的結果）。
• 添加確實溢出：然后， c變為1（並且b也可能變為1，具體取決於代碼的生成方式）。