c - "unsupported for mov"GCC 内联汇编器

Question

在使用 GCC 的内联汇编器功能时，我尝试创建一个立即退出进程的函数，类似于 C 标准库中的 _Exit。

这里是相关的源代码:

void immediate_exit(int code)
{
#if defined(__x86_64__)
    asm (
            //Load exit code into %rdi
            "mov %0, %%rdi\n\t"
            //Load system call number (group_exit)
            "mov $231, %%rax\n\t"
            //Linux syscall, 64-bit version.
            "syscall\n\t"
            //No output operands, single unrestricted input register, no clobbered registers because we're about to exit.
            :: "" (code) :
    );
//Skip other architectures here, I'll fix these later.
#else
#   error "Architecture not supported."
#endif
}

这适用于调试构建(使用 -O0)，但只要我在任何级别打开优化，我都会收到以下错误:

immediate_exit.c: Assembler messages:
immediate_exit.c:4: Error: unsupported for `mov'

所以我查看了两个构建的汇编程序输出(为了清楚起见，我删除了 .cfi* 指令和其他内容，如果有问题我可以再次添加)。调试版本:

immediate_exit:
.LFB0:
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    movl    %edi, -4(%rbp)

    mov -4(%rbp), %rdi
    mov $231, %rax
    syscall

    popq    %rbp
    ret

优化后的版本:

immediate_exit:
.LFB0:
    mov %edi, %rdi
    mov $231, %rax
    syscall

    ret

因此优化版本试图将 32 位寄存器 edi 放入 64 位寄存器 rdi，而不是从 rbp< 加载它，我认为这是导致错误的原因。

现在，我可以通过将“m”指定为 code 的寄存器约束来解决此问题，这会导致 GCC 从 rbp 加载，而不管优化级别如何。但是，我宁愿不那样做，因为我认为编译器及其作者比我更清楚把东西放在哪里。

所以(最后!)我的问题是:我如何说服 GCC 使用 rdi 而不是 edi 进行汇编输出？

Answer 1

总的来说，使用约束将值放入正确的寄存器比显式移动要好得多:

#include <asm/unistd.h>

    asm volatile("syscall" 
      :  // no outputs.  Other syscalls need an "=a"(retval) to tell the compiler RAX is modified, whether you actually use the retval or not.
      : "D" ((uint64_t)code), "a" ((uint64_t)__NR_exit_group)  // 231
      : "rcx", "r11"    // syscall itself clobbers these.  exit can't fail and return; mostly here as an example for other syscalls
        , "memory"      // make sure any stores, e.g. to mmapped files, are done before this
       );
    __builtin_unreachable();   // tell the compiler execution doesn't come out the bottom of the asm statement.  Maybe have the same effect as a "memory" clobber of making sure not to delay stores which could potentially be to mmapped files or shared memory. 

如果有用的话，这可以让编译器提升代码中较早的移动，或者如果可以将值安排为已经在正确的寄存器中，甚至可以完全避免移动...

例如 code 如果此函数不内联，则将在 EDI 中； Linux 系统调用约定被选择为尽可能接近 x86-64 System V 函数调用约定，除了使用 R10 而不是 RCX 因为 syscall 指令本身用保存的覆盖它 - RIP 和带有保存的 RFLAGS 的 R11。

(不过，在这种情况下，不必要地转换 (uint64_t)code 会强制编译器使用 mov %edi, %edi 重做零扩展。电话号码确实需要零扩展到 64 位，这几乎肯定会免费发生，即使您没有手动转换它(因为编译器将使用 mov $231, %eax ), 但明确说明所需的内容并没有坏处。exit_group 系统调用采用 32 位 int arg，因此内核保证忽略 RDI 中的高垃圾。)