未启用优化标志时出现 gcc 内联汇编编译错误？

Question

我学习内联汇编快一个月了，作为另一个练习题，我尝试使用内联汇编将两个uint512加起来，一开始我得到了我想要的，代码可以编译，我可以用下面的代码得到正确的结果。虽然直到现在我只是用优化标志编译我的程序； -O2 和 -O3。

但是，当我尝试删除编译标志中的 -O1、-O2 或 -O3 时，它会产生编译错误 error: 'asm' operand has impossible constraints，这可能是什么原因？

我假设是因为优化被禁用，程序实际上正在尝试使用比我的 CPU 拥有的更多的寄存器？。我仍然只使用 8 个寄存器（或者可能不再使用？），我的输入是否存储在另外 8 个寄存器中？

// uint512 += uint512
void uint512_add(unsigned long *sum, unsigned long *add) {
    asm volatile(
        "add %[adn0], %[sum0]\n\t"
        "adc %[adn1], %[sum1]\n\t"
        "adc %[adn2], %[sum2]\n\t"
        "adc %[adn3], %[sum3]\n\t"
        "adc %[adn4], %[sum4]\n\t"
        "adc %[adn5], %[sum5]\n\t"
        "adc %[adn6], %[sum6]\n\t"
        "adc %[adn7], %[sum7]"
        :
        [sum0]"+r"(sum[0]), [sum1]"+r"(sum[1]),
        [sum2]"+r"(sum[2]), [sum3]"+r"(sum[3]),
        [sum4]"+r"(sum[4]), [sum5]"+r"(sum[5]),
        [sum6]"+r"(sum[6]), [sum7]"+r"(sum[7])
        :
        [adn0]"m"(add[0]), [adn1]"m"(add[1]),
        [adn2]"m"(add[2]), [adn3]"m"(add[3]),
        [adn4]"m"(add[4]), [adn5]"m"(add[5]),
        [adn6]"m"(add[6]), [adn7]"m"(add[7])
        : "memory", "cc"
    );
}

Answer 1

如果你删除了一些操作数，比如一个 256 位的加法，你会注意到 在禁用优化的情况下，GCC 想要将一个指针直接指向每个内存操作数在一个单独的register，而不是为它们中的每一个发明相对于同一基的寻址模式。所以它用完了寄存器。（请参阅 Strange 'asm' operand has impossible constraints error 的中间部分以获取对此进行演示的编译器输出。）

你可能想要 __attribute__((optimize("-O3"))) 这个函数或其他东西，这样它就不会阻止你的程序的其余部分编译。

此外，这不需要“内存”破坏；你不写任何内存，你只通过 "m" 操作数读取。它也不需要是易变的：除了编写 "+r" in/output regs 之外它没有副作用。除了 sum7，从技术上讲，这些应该是 "+&r" early-clobber 操作数，因为您在读取所有输入和 in-out 操作数之前编写它们，但是 GCC 基本上没有合理的方法在此处重叠指针和整数 in/out 之间的寄存器。

您还可以让编译器选择 "mre" 而不是强制内存源操作数，即使源操作数是 compile-time 常量或在寄存器中也是如此。但是，如果这会使它为您的实际 use-case 生成更糟糕的 asm（例如，将 mov 单独加载到 regs 而不是 adc 的内存源），那么可能只是 "me"。（"e" constraint 类似于 "i"，但只允许适合 32 位有符号整数的常量，即可以安全地用作 64 位 operand-size 的立即数，用于除 mov.)

顺便说一句，使用 clang（但不是 GCC）你根本不需要内联 asm：使用 typedef unsigned _ExtInt(512) uint512; - 参见

未启用优化标志时出现 gcc 内联汇编编译错误？

gcc inline-assembly compilation error when optimization flags is not enabled?

c

gcc

inline-assembly