Question

为了娱乐，我正在使用带有32位Linux目标的x86的AT＆amp; T语法学习gnu扩展汇编。我花了最后三个小时编写了两个可能的解决方案来交换我的挑战，即交换两个整数变量a和b的值，我的解决方案都没有完全解决我的问题。首先，让我们更详细地看一下我的TODO障碍：

int main()
{
    int a = 2, b = 1;
    printf("a is %d, b is %d\n", a, b);
    // TODO: swap a and b using extended assembly, and do not modify the program in any other way
    printf("a is %d, b is %d\n", a, b);
}

在阅读this HOWTO之后，我编写了以下内联扩展汇编代码。这是我第一次尝试交换整数：

asm volatile("movl %0, %%eax;"
    "movl %1, %%ecx;"
    "movl %%ecx, %0;"
  : "=r" (a)
  : "r" (b)
  : "%eax", "%ecx");

asm volatile("movl %%eax, %0;"
  : "=r" (b)
  : "r" (a)
  : "%eax", "%ecx");

我的理由是设置a = b，我需要一个扩展的程序集调用，它与程序集分开以设置b = a。所以我编写了两个扩展的汇编调用，编译了我的代码，即gcc -m32 asmPractice.c，并运行了a.out。结果如下：

a是2，b是1

a是1，b是1

看到它不能正常工作，然后我决定结合两个扩展的汇编程序调用，并写了这个：

asm volatile("movl %0, %%eax;"
    "movl %1, %%ecx;"
    "movl %%ecx, %0;"
    "movl %%eax, %1;"
  : "=r" (a)
  : "r" (b));

重新编译和链接后，我的代码仍然没有正确地交换这两个值。你自己看。以下是我的结果：

a是2，b是1

a是1，b是1

Answer 1

以下是评论中的一些解决方案：

解决方案＃0（最佳选择）：https://gcc.gnu.org/wiki/DontUseInlineAsm
即使是零指令解决方案也会破坏常量传播，以及任何其他涉及gcc知道任何值的优化。它还强制编译器在该点同时将两个变量同时存储在寄存器中。在考虑使用inline-asm而不是builtins / intrinsics时，请始终牢记这些缺点。

解决方案＃1：x86 xchg ，没有临时注册，并且可以在AT＆amp; T和Intel语法模式下工作。大多数英特尔CPU上Costs about the same as 3 mov instructions，某些AMD上只有2 uop。

asm("xchg %0, %1;" : "+r" (a), "+r" (b));

解决方案＃2：纯粹使用GNU C内联asm约束。（奖励：可移植到所有架构）

asm("" : "=r" (a), "=r" (b) : "1" (a), "0" (b));

查看行动中on the Godbolt compiler explorer的所有三个解决方案，包括打败优化的示例：

int swap_constraints(int a, int b) {
    asm("" : "=r" (a), "=r" (b) : "1" (a), "0" (b));
    return a;
}

// Demonstrate the optimization-defeating behaviour:
int swap_constraints_constants(void) {
  int a = 10, b = 20;
  return swap_constraints(a, b) + 15;
}

swap_constraints_constants:
    movl    $10, %edx
    movl    $20, %eax
    addl    $15, %eax
    ret

VS。使用纯C交换：

swap_noasm_constants:
    movl    $35, %eax    # the add is done at compile-time, and `a` is optimized away as unused.
    ret

如何编写一个内联gnu扩展程序集的短块来交换两个整数变量的值？

1 个答案: