错误:使用索引寻址和 Clang 的指令的操作数无效

Error: invalid operand for instruction using indexed addressing and Clang

本文关键字：Clang 指令 操作数 无效 寻址 索引 错误      更新时间：2023-10-16

我正在使用Clang捕获编译问题。GCC可以很好地编译程序。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.

如何解决问题？(或者我如何告诉 Clang 停止定义__GNUC__以使其远离 GCC 代码路径)。

$ 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

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"。

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

这里与 gcc 的区别在于，如果可以选择，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。 您的内联 asm 有问题，只碰巧与 GCC 一起使用，因为它为[x] "=g" (x)) 选择一个寄存器

如果您阅读错误消息，这一点很明显：

<inline asm>:5:23: note: instantiated into assembly here
movq     (%rbx,%rsi), -8(%rsp)
...
cmovnzq  -8(%rsp), -16(%rsp)

显然，这些不是有效的指示。

如果您关心 clang，通常避免为内联 asm 选择内存操作数，除非它在正常情况下肯定会有所帮助。

当你在内联 asm 中编写整个循环时，你肯定希望让编译器溢出其他内容以释放寄存器，如果某些循环临时需要的话。 或者真的任何时候你在同一个内联 asm 块中多次使用和操作数。 GCC 不会看这个，也不会知道选择内存的成本。 (而且 clang 只是愚蠢，即使有很多免费注册也会选择内存。

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