c - __asm__ __volatile__ 的工作 ("": : : "memory")

Question

__asm__ __volatile__ () 的基本作用是什么？对于 ARM 架构，“内存” 的意义是什么？

Answer 1

asm volatile("" ::: "memory");

创建一个编译器级别的内存屏障，强制优化器不对跨越屏障的内存访问进行重新排序。

例如，如果您需要以特定顺序访问某个地址(可能是因为该内存区域实际上由不同的设备而不是内存支持)，您需要能够将此告诉编译器，否则它可能只会优化您的步骤是为了提高效率。

假设在这种情况下，您必须递增地址中的一个值，读取一些内容并递增相邻地址中的另一个值。

int c(int *d, int *e) {
        int r;
        d[0] += 1;
        r = e[0];
        d[1] += 1;
        return r;
}

问题是编译器(gcc 在这种情况下)可以重新安排您的内存访问以获得更好的性能，如果您要求它(-O)。可能导致如下指令序列:

00000000 <c>:
   0:   4603        mov r3, r0
   2:   c805        ldmia   r0, {r0, r2}
   4:   3001        adds    r0, #1
   6:   3201        adds    r2, #1
   8:   6018        str r0, [r3, #0]
   a:   6808        ldr r0, [r1, #0]
   c:   605a        str r2, [r3, #4]
   e:   4770        bx  lr

同时加载 d[0] 和 d[1] 的上述值。假设这是您想避免的事情，那么您需要告诉编译器不要重新排序内存访问，那就是使用 asm volatile(""::::"memory")。

int c(int *d, int *e) {
        int r;
        d[0] += 1;
        r = e[0];
        asm volatile("" ::: "memory");
        d[1] += 1;
        return r;
}

所以你会得到你想要的指令序列:

00000000 <c>:
   0:   6802        ldr r2, [r0, #0]
   2:   4603        mov r3, r0
   4:   3201        adds    r2, #1
   6:   6002        str r2, [r0, #0]
   8:   6808        ldr r0, [r1, #0]
   a:   685a        ldr r2, [r3, #4]
   c:   3201        adds    r2, #1
   e:   605a        str r2, [r3, #4]
  10:   4770        bx  lr
  12:   bf00        nop

应该注意的是，这只是编译时内存屏障，以避免编译器重新排序内存访问，因为它没有放置额外的硬件级指令来刷新内存或等待加载或存储完成。如果 CPU 具有架构能力并且内存地址是正常类型而不是强排序或设备(ref ).