我想使用GCC将C表达式的结果存储到RISC-V程序中的寄存器a0
中(为了下面的示例,假设有volatile int val = 42
或类似的(。当显式调用mv
指令时,我能够使用内联汇编实现这一点:
asm ("mv a0, %0nt" :: "r" ((val == 0) ? 1 : val) : "a0");
然而,如果已经计算出结果",那么移动将是不必要的;在";正确的寄存器。如文档中所述,我尝试过使用register
变量的各种方法,但都失败了。例如,以下内容被完全优化:
register volatile int res asm("a0") = (val == 0) ? 1 : val;
与";"空";asm语句:
register int res asm("a0") = (val == 0) ? 1 : val;
asm volatile ( "" /* just store */ : "=r" (res) );
有更好的方法吗?我忽略了什么吗?
你很接近,但"=r"(res)
告诉编译器res
的旧值已经死了,所以它没有在任何地方实现它。
register ... asm("regname")
局部变量仅在用作Extendedasm
语句的操作数时保证执行任何操作。如果asm
语句本身是asm volatile
,那么即使其输入未使用,也无法对其进行优化。(不要使register ... asm
变为volatile
;这没有用。(
因此,为了迫使编译器在a0
中具体化表达式的结果(例如,对于一个微基准标记,您出于某种原因想要部分失败优化,否则https://gcc.gnu.org/wiki/DontUseInlineAsm):
register int res asm("a0") = (val == 0) ? 1 : val;
// then read that reg var, forcing the compiler to actually materialize it
asm volatile("# just a comment, input picked %0" : : "r"(res));
这可以移植到其他支持GNUC内联asm的编译器,包括clang。
Godbolt上的演示(我调整了asm模板,在注释前使用nop,这样编译器资源管理器注释过滤器就不会删除它。空的模板字符串不会改变任何东西;这只是为了确认编译器"知道"它将res
放入了什么寄存器。(
void foo(int dummy, int val) {
register int res asm("a3") = (val == 0) ? 1 : val;
asm volatile("nop # just a comment, input picked %0" : : "r"(res));
}
我选择了a3
和void
函数,以确保GCC没有理由碰巧选择那个寄存器,甚至根本没有理由实现res
;我不会退货的。
# RISC-V gcc 10.2 -O3
foo:
mv a3,a1
bne a1,zero,.L2
li a3,1
.L2:
nop # just a comment, input picked a3
# if we had returned res, we'd have mv a0,a3 here
ret
请注意,此asm
语句没有输出操作数,也没有clobber,因此编译器知道它对任何寄存器或内存都没有影响
如果我使用了"=r"(res)
,它会告诉编译器res
的原始值已经死了,所以在asm语句执行并产生新值之前,不需要在该寄存器中实现它。就像你写了res = rand();
或其他东西一样,如果没有人读到res
的前一个值,甚至不需要计算它。
"+r"(res)
会告诉编译器asm指令读取该寄存器,然后在那里写入一个新值。例如,您可以使用它向优化器隐藏常量,因此编译器必须假设在此之后使用res
是一个完全未知的运行时变量,即使您使用了register int res asm("a0") = 1;
出错,没有asm()
int bar(int dummy, int val) {
register int res asm("a3") = (val == 0) ? 1 : val;
return res;
}
对于a0
;工作;只是因为a0是返回值寄存器,并且我们返回res
(以阻止其优化(。
bar: # same computation, but without using a3
mv a0,a1
bne a1,zero,.L5
li a0,1
.L5:
ret
如果我没有return res
,它将完全优化掉未使用变量的计算。volatile register int res asm("a3")
无法改变这一点。