错误：使用索引寻址和Clang的指令的操作数无效

Question

我正在使用Clang捕获编译问题。海湾合作委员会编制的程序很好。该程序使用索引寻址。

错误是：

$ clang++ -g2 -O1 test.cxx -c
test.cxx:19:10: error: invalid operand for instruction
        "movq     (%[idx],%[in]), %[x]   ;\n"
         ^
<inline asm>:5:23: note: instantiated into assembly here
movq     (%rbx,%rsi), -8(%rsp)   ;
                      ^~~~~~~~
test.cxx:20:10: error: invalid operand for instruction
        "movq     (%[idx],%[out]), %[y]  ;\n"
         ^
<inline asm>:6:23: note: instantiated into assembly here
movq     (%rbx,%rdi), -16(%rsp)  ;
                      ^~~~~~~~~
test.cxx:21:10: error: invalid operand for instruction
        "cmovnzq  %[x], %[y]             ;\n"  // copy in to out if NZ
         ^
<inline asm>:7:20: note: instantiated into assembly here
cmovnzq  -8(%rsp), -16(%rsp)             ;
                   ^~~~~~~~~
test.cxx:22:10: error: invalid operand for instruction
        "movq     %[y], (%[idx],%[out])  ;\n"
         ^
<inline asm>:8:21: note: instantiated into assembly here
movq     -16(%rsp), (%rbx,%rdi)  ;
                    ^~~~~~~~~~~
4 errors generated.

我该如何解决这个问题？ （或者我如何告诉Clang让stop defining __GNUC__远离GCC代码路径）。

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$ cat test.cxx
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <cstdint>

void test_cmov(uint8_t in[96], uint8_t out[96], uint64_t flag)
{
#if defined(__GNUC__)
    const uint32_t iter = 96/sizeof(uint64_t);
    uint64_t* optr = reinterpret_cast<uint64_t*>(out);
    uint64_t* iptr = reinterpret_cast<uint64_t*>(in);
    uint64_t idx=0, x, y;

    __asm__ __volatile__ (
        ".att_syntax                     ;\n"
        "cmpq     $0, %[flag]            ;\n"  // compare, set ZERO flag
        "movq     %[iter], %%rcx         ;\n"  // load iteration count
        "1:                              ;\n"
        "movq     (%[idx],%[in]), %[x]   ;\n"
        "movq     (%[idx],%[out]), %[y]  ;\n"
        "cmovnzq  %[x], %[y]             ;\n"  // copy in to out if NZ
        "movq     %[y], (%[idx],%[out])  ;\n"
        "leaq     8(%[idx]), %[idx]      ;\n"  // increment index
        "loopnz   1b                     ;\n"  // does not affect flags
        : [out] "+D" (optr), [in] "+S" (iptr), [idx] "+b" (idx),
          [x] "=g" (x), [y] "=g" (y)
        : [flag] "g" (flag), [iter] "I" (iter)
        : "rcx", "cc"
    );
#else
    if (flag)
        std::memcpy(out, in, 96);
#endif
}

int main(int argc, char*argv[])
{
    uint8_t in[96], out[96];
    uint64_t flag = (argc >=2 && argv[1][0] == 'y');

    std::memset(in, 0x00, 96);
    std::memset(out, 0x00, 96);

    std::memcpy(in, argv[0], std::min(96ul, std::strlen(argv[0])));

    test_cmov(in, out, flag);
    std::cout << (const char*)out << std::endl;

    return 0;
}

---

$ gcc --version
gcc (GCC) 8.3.1 20190223 (Red Hat 8.3.1-2)
...

$ clang --version
clang version 7.0.1 (Fedora 7.0.1-6.fc29)
Target: x86_64-unknown-linux-gnu
...

$ lsb_release -a
LSB Version:    :core-4.1-amd64:core-4.1-noarch
Distributor ID: Fedora
Description:    Fedora release 29 (Twenty Nine)
Release:        29
Codename:       TwentyNine

Answer 1

您使用了"=g"约束，让编译器为%[x]和%[y]选择一个mem操作数。

请改用"=r"。

你的模板使用movq (%[idx],%[in]), %[x]，如果%[x]是内存，显然无法汇编，因为x86不支持任何指令的2个显式内存操作数。

与gcc的区别在于，如果给出选择，它喜欢选择内存操作数。 （这是一个优化器错误，IMO，但不是正确性问题。你的内联asm是错误的，只是碰巧与GCC合作，因为它选择了[x] "=g" (x)的注册表）

如果您阅读错误消息，这很明显：

<inline asm>:5:23: note: instantiated into assembly here
movq     (%rbx,%rsi), -8(%rsp)

...

cmovnzq  -8(%rsp), -16(%rsp)

显然这些都不是有效的说明。

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如果你关心clang，一般不要让它为内联asm选择内存操作数，除非它在正常情况下肯定有帮助。

当你在内联asm中编写一个完整的循环时，你肯定想让编译器溢出其他东西来释放寄存器，如果有必要为某些循环临时代码。或者在任何时候你在同一个内联asm块中多次使用和操作数。海湾合作委员会不会考虑这一点，也不会知道选择内存的成本。 （即使有很多免费注册，clang也只是愚蠢而且选择记忆。）