Question

我很难理解角色约束在GCC内联汇编（x86）中的作用。我read the manual，它准确地解释了每个约束的作用。问题在于，即使我理解每个约束的作用，我也很少理解为什么要使用一个约束而不是另一个约束，或者它可能带来什么。

我意识到这是一个非常广泛的话题，所以一个小例子应该有助于缩小焦点。以下是一个简单的asm例程，它只添加了两个数字。如果发生整数溢出，则会将值1写入输出C变量。

 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
 );

现在这个工作正常，除了我必须随意摆弄约束，直到我让它正常工作。最初，我使用了以下约束：

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

请注意，我使用b的“m”约束而不是“0”。这有一个奇怪的副作用，如果我用优化标志编译并调用该函数两次，由于某种原因，加法运算的结果也会存储在c中。我最终读到了“matching constraints”，它允许您指定变量将用作输入和输出操作数。当我将"m"(b)更改为"0"(b)时，它就有效了。

但我真的不明白为什么你会使用一个约束而不是另一个约束。我的意思是的，我明白“r”意味着变量应该在寄存器中，“m”意味着它应该在内存中 - 但我真的 另一个是，或者如果我选择某种约束组合，加法操作无法正常工作的原因。

问题：1）在上面的示例代码中，为什么b上的“m”约束导致c被写入？ 2）是否有任何教程或在线资源更详细地介绍约束？

Answer 1

这里有一个例子可以更好地说明为什么你应该仔细选择约束（与你的功能相同，但也许更简洁一点）：

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，使用的约束是：q，r和g。

q表示只能选择eax，ecx，edx或ebx。这是因为set*指令必须写入8位可寻址寄存器（al，ah，...）。在b中使用%b0表示使用最低的8位部分（al，cl，...）。
对于大多数双操作数指令，至少有一个操作数必须是寄存器。因此，请勿同时使用m或g;至少对其中一个操作数使用r。
对于最后的操作数，无论是寄存器还是内存都没关系，所以请使用g（一般）。

在上面的示例中，我选择对g使用r（而不是a），因为引用通常实现为内存指针，因此使用r约束本来需要先将指示对象复制到寄存器，然后再复制。使用g，可以直接更新指示对象。

至于为什么你的原始版本用加法值覆盖你的c，那是因为你在输出槽中指定了=m，而不是（比如说）+m;这意味着允许编译器为输入和输出重用相同的内存位置。

在您的情况下，这意味着两个结果（因为b和c使用了相同的内存位置）：

添加没有溢出：然后，c被b的值覆盖（添加的结果）。
添加确实溢出：然后，c变为1（并且b也可能变为1，具体取决于代码的生成方式。）

GCC内联汇编：约束

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