GCC 内联汇编器 "memory"Clobber 不会阻止重新排列 ARM 中的代码

Question

我阅读了有关 GCC 内联汇编器的文章(http://www.ethernut.de/en/documents/arm-inline-asm.html)。

在本文中，“内存”Clobber 强制编译器存储所有之前缓存的值并在执行汇编器之后重新加载它们指示。并且它必须保留序列。

这就是例子。下面的代码打算将 c 与 b 相乘，其中一个或两个可以通过中断例程修改。之前禁用中断访问变量并随后重新启用它们看起来像好主意。

这可能会失败。因为优化器可能决定这样做首先执行乘法，然后执行两个内联汇编器指令，反之亦然。 :

asm volatile("mrs r12, cpsr\n\t"
    "orr r12, r12, #0xC0\n\t"
    "msr cpsr_c, r12\n\t" ::: "r12", "cc");
c *= b; /* This may fail. */
asm volatile("mrs r12, cpsr\n"
    "bic r12, r12, #0xC0\n"
    "msr cpsr_c, r12" ::: "r12", "cc");

通过添加“内存”Clobber 是安全的。

asm volatile("mrs r12, cpsr\n\t"
    "orr r12, r12, #0xC0\n\t"
    "msr cpsr_c, r12\n\t" :: : "r12", "cc", "memory");
c *= b; /* This is safe. */
asm volatile("mrs r12, cpsr\n"
    "bic r12, r12, #0xC0\n"
    "msr cpsr_c, r12" ::: "r12", "cc", "memory");

但是我通过 objdump -d 反汇编代码。 “内存”破坏不起作用，代码是执行两个内联汇编指令，然后进行乘法运算。

mrs     ip, CPSR
orr     ip, ip, #192    ; 0xc0
msr     CPSR_c, ip
mrs     ip, CPSR
bic     ip, ip, #192    ; 0xc0
msr     CPSR_c, ip
mul     r0, r1, r0
mov     pc, lr

谁能解释一下为什么“内存”Clobber 不起作用？

注意:
源代码。它可能会失败。

 #include <stdio.h>
    int main()
    {
            int a = mul(20, 10);
            printf("%d a\n", a); 
            return 0;
    };

    int mul(int b, int c)  
    {
            asm volatile("mrs r12, cpsr\n\t"
                            "orr r12, r12, #0xC0\n\t"
                            "msr cpsr_c, r12\n\t" ::: "r12", "cc");

            c *= b; /* This may fail. */

            asm volatile("mrs r12, cpsr\n"
                            "bic r12, r12, #0xC0\n"
                            "msr cpsr_c, r12" : :: "r12", "cc");

            return c;
    }
    ~   

这是安全的。

#include <stdio.h>
int main()
{
        int a = mul(20, 10);
        printf("%d a\n", a); 
        return 0;
};

int mul(int b, int c)  
{
        asm volatile("mrs r12, cpsr\n\t"
                        "orr r12, r12, #0xC0\n\t"
                        "msr cpsr_c, r12\n\t" : "=X" (b) :: "r12", "cc");
        c *= b; /* This is safe. */
        asm volatile("mrs r12, cpsr\n"
                        "bic r12, r12, #0xC0\n"
                        "msr cpsr_c, r12" :: "X" (c) : "r12", "cc");

        return c;
}

编译和反汇编命令:

lumotuwe@ubuntu:~/test_nfc$ arm-linux-gcc -O2 inline_asm.c 
lumotuwe@ubuntu:~/test_nfc$ arm-linux-objdump -d a.out

Answer 1

与问题相反，变量 a、b 和 c 不能通过中断修改，因为它们是局部变量，并且存在没有指向它们的指针。

如果指向变量的指针存储在全局变量中，中断处理程序可以使用该全局变量来访问该变量，则“内存” clobber 将确保对变量的访问不会移过 asm 语句。

需要 volatile 或“内存”，不需要两者都做。