这是什么意思

zylthinking

看意思是说， 似乎在执行 register int *p2 asm("r1") = ... 的过程中，  register int *p1 的值被覆盖了， 由于某些 ABI 的原因（如C的赋值运算符实际是调用了一个函数做的）
但我不明白， 为什么前面搞一个变量就能避免这个问题， register int *p2 asm("r1") = ... 这三个点也是变量吧， 或者常量， 如果是常量的话， 和第一个例子不完全一样吗？ 如果是变量， 倒是可以解释为 ABI要求常量必须使用 r0, 然后 r0 赋值给 r1, 因此 r0 被破坏

zylthinking

For example, you may not have an operand describing a register class with one member if you mention that register in the clobber list.
又是什么意思？

是再说不能在input/output 中使用一个在clobber列表中的寄存器呢， 还是说， 不单单不能使用在clobber列表中的寄存器， 连 clobber列表中的寄存器 同一 class 的寄存器都不能使用？

starwing83

这是什么书？

第一楼是这样的。你不是绑定了p1到r0，p2到r1么？但是你计算p2的时候，可能会调用一些函数啊，做一些操作啊等等，这些事情可能覆盖掉你对p1的赋值。比如说：

register int p1 asm("r0") = 10;
register int p2 asm("r1") = f();

假设，f的返回值在ABI中是保存在r0中的，假设f返回20，那么最终的结果就是p1和p2的值都是20（p1的10被函数返回给覆盖了）。另外就算你不调用函数，你也不能保证你写的一个简单的a + b不是编译器调用某个库函数实现的，如果是这样你也只有死的份。

怎么办呢？很简单，不要再对p2赋值的时候做任何计算，直接给他一个计算好的值就行了，对上面的例子来说，就是：

int t = f();
register int p1 asm("r0") = 10;
register int p2 asm("r1") = t;

这样，f的调用——或者任何可能的函数调用等等会修改p1的操作，都会在p1的赋值之前发生，p2的赋值就是一个单纯的mov，不可能能改变p1的值了。就是这个意思。

starwing83

回复 2# zylthinking


    这个要有上下文，我也不知道register class到底指什么。

UPDATE：结合你一楼的例子，我猜这句话说得是，如果有个寄存器被指定在clobber列表里面了，那么你不能再io列表里面用任何被绑定到这个寄存器的东西，比如说clobber列表里面有r0，那么你不允许在i/o列表里面用p1。应该是这样吧。有不对请指正。

gvim

楼主的好像是arm的吧。
看你的文字描述应该就是使用时有副作用的寄存器，一是caller/callee不save的寄存器，二是指令执行时会产生副作用的寄存器，比如引文里提到的计数拷贝时的ecx。不应该退出了继续用，这些寄存器相当于全局变量，前面放变量应该是把全局寄存器里的内容缓存到内存里去。

第二段上下文少，我个人觉得就是说不能用当前操作的clobber列表里的。当前操作的clobber register class应该就是指的函数调用和副作用两种。 比如普通函数调用和无浮点处理器上的 / 和 % 操作 算调用类，计数mem指令的ecx算副作用类。本次操作没涉及到clobber list里的寄存器便可以使用。
另外gcc可以被设定成caller/callee save，这样便改变了clobber list还可以自行设定clobberlist, 这样便不再是默认的clobber list，但某些汇编指令的副作用取消不了。 这样解释的话，函数调用之后可以使用所有寄存器，但计数mem之后还是不能使用ecx。

captivated

果断要从调用惯例/约定说起. 这个约定通常是ABI的一部分.

调用惯例/约定规定了, 当一个函数(caller)调用其他函数(被调用函数, callee)时, callee不应当修改/覆盖caller调用callee后要用到的哪些寄存器.
即:

1. void callee(void)
   
2. {
   
3.     ...
   
4. }
   
5. 
   
6. void caller(void)
   
7. {
   
8.     // [1] ...
   
9.     callee();
   
10.     // [2] ...
    
11. }

复制代码

ABI的调用惯例/约定保证, 在caller调用callee之前(即[1])处, 与caller调用callee之后(即[2])处, 哪一些寄存器的内容是确保不会改变的.比如x86, 一般规定ebx, esi, edi都是调用callee前后不会改变的 -- 亦即, 如果callee修改了ebx, or esi, edi, 那么callee在修改之前要先将其保存到栈上, 然后修改, 修改完返回到调用方之前要恢复ebx, or esi, edi.
那么, 言外之意也就是说, 还有一部分寄存器的内容是会被改变的. 比如x86, eax, ecx, edx都是调用惯例不保证的. 既然调用惯例不保证caller调用callee前后其值不变, 那么caller在调用callee之前, 应当自己先把寄存器eax, ecx, edx都保存到栈上, 等调用完毕, 又自己恢复它们的值. 那么, eax, ecx, edx即被称为 call-clobbered -- 调用函数后不保证其内容和调用前不变. 即是有可能被破坏的意思.
请注意 -- 这个调用惯例/约定是规定编译器该怎么做.即, 根据这个约定, 编译器知道caller调用前应该保存哪些寄存器, 调用后恢复哪些寄存器, 同样, 编译器也知道callee应该在对哪些寄存器进行修改前要先保存, 返回前要先恢复.

回到LZ的例子. 前面一段大意是, 嵌入式汇编中, 因为寄存器多是gcc自动分配, 没有某种强制的约束字, 于是当你想自己强制约束寄存器和变量的对应时怎样怎样云云.

1. register int *p1 asm("r0") = ...; // op1
   
2. register int *p2 asm("r1") = ...; // op2
   
3. register int *result asm("r0");

复制代码

这段代码中, op1是无所谓的. 就算op1调用了函数, 这个函数修改了某些寄存器的值, 但是编译器和ABI会保证, 你调用前后寄存器的值都是一致的 -- 反正不是调用方 保存/恢复 就是被调用方 保存/恢复.
但是op2就不同了. 原因就是写代码的人已经擅自强制使用了寄存器(例子中是r0). C语言和编译器 -- 没办法/或者很难? 约束/预知 Coder的这个行为. 因为Coder擅自使用了寄存器, 那么责任就应该由Coder自己负责, 编译器不知道应该调用前保存哪个, 调用后恢复哪个. 即, 如果op2是一个函数调用, 那么显然op2中会破坏一些寄存器, 本来编译器根据ABI是知道哪些应该恢复的, 但是Coder又使用了, 所以, 这个责任Coder自己负责, 就是这个意思(ps, 一般的C语言的赋值操作怎么可能调函数, 不是mov指令就完事的么. C++重载赋值操作符了才得那么干. 当然C语言的结构体变量赋值倒也不是一个mov万事那么简单, memcpy也就行了. 那个op2是指代 '...', 即starwing83解释的那样, op2调函数了).

基本上, 我认为starwing83的解释也是对的. 我只是先啰嗦了调用约定(r0, r1神马的果断是ARM吗. 那么就是APCS了).

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至于第二个, 我认为也应该从调用约定的出发点去理解. 基本上, call-Clobber list中的寄存器就是不适宜使用的, 否则Coder自己care.
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呃... 当然我可能根本没理解或者解释错了. 那么LZ砖轻拍.

zylthinking

starwing83 发表于 2012-10-12 19:40
这是什么书？

第一楼是这样的。你不是绑定了p1到r0，p2到r1么？但是你计算p2的时候，可能会调用一些函数 ...

就是 gcc 手册而已

zylthinking

gvim 发表于 2012-10-12 20:56
楼主的好像是arm的吧。
看你的文字描述应该就是使用时有副作用的寄存器，一是caller/callee不save的寄存器 ...

@starwing83@captivated

最后搜遍全书， 算是找到了  register class 的定义

1. GCC coprocessor subclass ’(A|B|C|D)’ = registers
   
2. Creates and defines a register class. These register classes can be used by inline
   
3. asm constructs. registers may be a single register, register range separated by
   
4. ellipses, or comma-separated list of those. Example:
   
5. #pragma GCC coprocessor subclass ’B’ = $c2, $c4, $c6
   
6. asm ("cpfoo %0" : "=B" (x));

复制代码

照此看来， 应该是和 clobber 同一类的寄存器都不能使用。
上下文如下：

You may not write a clobber description in a way that overlaps with an input or output
operand. For example, you may not have an operand describing a register class with one
member if you mention that register in the clobber list. Variables declared to live in specific
registers (see Section 6.44 [Explicit Reg Vars], page 390), and used as asm input or output
operands must have no part mentioned in the clobber description. There is no way for
you to specify that an input operand is modified without also specifying it as an output
operand. Note that if all the output operands you specify are for this purpose (and hence
unused), you will then also need to specify volatile for the asm construct, as described
below, to prevent GCC from deleting the asm statement as unused.

不过也可以这样理解： you may not have an operand describing a register class with one member， 意思就是说这个 class 只有一个寄存器构成？？？ , 还是说构成这个class的某个寄存器被列在了 clobber中， 导致构成这个class的所有寄存器都不能被使用

现在最后一句又理解不了了，  他是在说：
int var;
asm ("mov $1, %0"  :"=r"(var)  : "0" (var)) 可能会被优化掉吗
除非写成 asm volatile ("mov $1, %0"  :"=r"(var)  : "0" (var) 才可能保留？？？ 关键是 hence 怎么翻译， 如果翻译成 "此后"， 那么就没问题了， 翻译成 "因此" 就有问题。

zylthinking

Note that in the following example the memory input is necessary, otherwise GCC might
optimize the store to x away:
int foo ()
{
    int x = 42;
    int *y = &x;
    int result;
    asm ("magic stuff accessing an ’int’ pointed to by ’%1’"
            "=&d" (r) : "a" (y), "m" (*y));
    return result;
}

又该怎么理解？ 为什么没有  "m" (*y) 会导致优化掉存储 x???
首先是 magic stuff accessing an ’int’ pointed to by ’%1’对应哪些指令， 会不会包含 mov $1, (%1) 这样的指令， 如果包含， 没有指定 "m" (*y) 会优化掉 mov $1, (%1)  吗

还是说 store to x  指的是 x = 42 这个语句， 如果没有  "m" (*y) 会导致 x = 42 被优化掉， 从而在一个随机值的 x 的基础上执行， 导致错误？

starwing83

回复 8# zylthinking


    应该是说都不能用。

看这种书你脑子里一定要想“为什么”，gcc为什么设计寄存器组这种东西？因为当你要使用嵌入汇编的时候，gcc自己还要用一些寄存器。如果你硬性制定了非要用某个寄存器，那么gcc可能因为冲突的原因，只能暂存自己的结果——这样会降低性能（特别是asm通常是为了提高性能这一点考虑），所以gcc要你提供多个寄存器让gcc自己选，也是很正常的事情了。

如果是这样，那么万一发生冲突，gcc是不知道是哪个冲突的，gcc可能会用那个寄存器组里任意一个寄存器去完成你的汇编工作，万一是那个冲突的你就死定了。所以这句话的含义肯定是这个组你都是不能用的。

换言之，gcc把这个组里的寄存器当做“一个”了。

后一个问题同样你得问为什么：为什么一个寄存器同时被列在input和output里面就会unused？另外你还得找到unused的定义：这玩意儿到底指的是什么？这些不搞清楚你不可能知道这句话的含义。

9L的问题是这样的：在input里面制定的y，仅仅是一个地址，编译器不知道你会用这个地址做什么很神奇的事情，比如说，可能地址本身作为输入，然后把地址内容修改了作为输出。编译器默认会认为你用到的仅仅是个地址（毕竟是汇编），那么编译器就可能认为这个地址里面的内容对汇编来说是没有意义的。如果是这样，那么优化pass就可能认为对x的赋值是没有意义的（赋值了，但没有被使用），gcc就会优化掉对x的赋值。

因此你必须告诉编译器，*y的值也是输入的组成部分之一。它是会被使用的，所以编译器就无法优化掉x的赋值了。

是这样的，很多这种细节问题都是由于在汇编领域，C的一些约定俗成的规则失效了：gcc无法通过你的汇编判断你用了哪些东西，没用哪些东西，就不知道如何做优化——但是又不能不优化，因为你用汇编本身这个行为就是为了优化，不然用汇编搞毛？所以编译器的默认行为就是：你不说，我就认为你没用。所以你在asm里面用到的**任何**东西，都得说出来，不然编译器就会认为你没用，然后优化掉。