gcc - 为什么当我使用 __asm__ 时 gcc 不能正确写入内存

Question

我有一段代码调用了 BIOS 文本输出函数，INT 0x10, AH=0x13:

static void __stdcall print_raw(uint8_t row, uint8_t col, uint8_t attr,
                               uint16_t length, char const *text)
{
    __asm__ __volatile__ (
        "xchgw %%bp,%%si\n\t"
        "int $0x10\n\t"
        "xchgw %%bp,%%si\n\t"
        :
        : "d" (row | (col << 8)), "c" (length), "b" (attr), "a" (0x13 << 8), "S" (text)
    );
}

我有另一个函数可以在屏幕上打印数字:

void print_int(uint32_t n)
{
    char buf[12];
    char *p;
    p = buf + 12;
    do {
        *(--p) = '0' + (n % 10);
        n /= 10;
    } while (p > buf && n != 0);

    print_raw(1, 0, 0x0F, (buf + 12) - p, p);
}

我花了很多时间试图弄清楚为什么屏幕上什么也没有出现。我深入研究并查看了为 print_int 生成的代码:

    .globl  print_int
    .type   print_int, @function
print_int:
.LFB7:
    .cfi_startproc
    pushl   %ebp
    .cfi_def_cfa_offset 8
    .cfi_offset 5, -8
    movl    $10, %ecx
    movl    %esp, %ebp
    .cfi_def_cfa_register 5
    pushl   %esi
    pushl   %ebx
    .cfi_offset 6, -12
    .cfi_offset 3, -16
    leal    -8(%ebp), %esi
    leal    -20(%ebp), %ebx
    subl    $16, %esp
    movl    8(%ebp), %eax
.L4:
    xorl    %edx, %edx
    decl    %esi
    divl    %ecx
    testl   %eax, %eax
    je  .L6
    cmpl    %ebx, %esi
    ja  .L4
.L6:
    leal    -8(%ebp), %ecx
    movl    $4864, %eax
    movb    $15, %bl
    movl    $1, %edx
    subl    %esi, %ecx
#APP
# 201 "bootsect.c" 1
    xchgw %bp,%si
    int $0x10
    xchgw %bp,%si

# 0 "" 2
#NO_APP
    addl    $16, %esp
    popl    %ebx
    .cfi_restore 3
    popl    %esi
    .cfi_restore 6
    popl    %ebp
    .cfi_restore 5
    .cfi_def_cfa 4, 4
    ret

如果您仔细观察 L4 处的循环，您会发现它从不将任何内容存储到 buf 中。它省略了说明!它只是将其分解，从不将任何字符存储到缓冲区中。

Answer 1

当使用 __asm__ 语句时，优化器可能会导致这种不正确的代码。你需要非常小心你的约束。在这种情况下，编译器没有“看到”我正在通过 esi 中的指针访问内存，正如在 “S”(文本) 输入约束中指定的那样。

解决方案是在 __asm__ 语句的 clobber 部分添加一个 "memory" clobber:

__asm__ __volatile__ (
    "xchgw %%bp,%%si\n\t"
    "int $0x10\n\t"
    "xchgw %%bp,%%si\n\t"
    :
    : "d" (row | (col << 8)), "c" (length), "b" (attr), "a" (0x13 << 8), "S" (text)
    : "memory"
);

这会告诉编译器您依赖于内存值，并且您可能会更改内存值，因此在汇编语句执行之前确保内存是最新的并确保不依赖任何内存应该是偏执的它可能已缓存在寄存器中的值。有必要防止编译器在我的代码中省略对 buf 的存储。