c语言内嵌汇编代码之constraint modifier中 = 和的区别

FigoHong 2020-07-15

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在阅读本文之前，请先阅读gcc的相关文档，确保对如何在c中使用汇编语言有个基本的认识。

文档地址为：

https://gcc./onlinedocs/gcc-9.2.0/gcc/Using-Assembly-Language-with-C.html#Using-Assembly-Language-with-C

1. = 和 + 只能用于 output operands，不能用于 input operands。

2. output operands 的 constraint 字符串必须以 = 或 + 开始。

3. = 和 + 都表示对应的 output operand 有写操作。

4. = 表示的可写，是告诉编译器在执行这条asm语句时，该 output operand 原来的值不会被用到，所以它占用的寄存器或内存在写操作发生之前可以被随便使用。

5. + 表示的可写，是告诉编译器在执行这条asm语句时，该 output operand 原来的值会被用到，所以它占用的寄存器或内存不能被随便使用，否则可能会导致在该 output operand 被使用时，原数据被覆盖了。

6. + 是在 = 的基础上，对编译器做的更严格的限制。

看个例子：

#include <stdio.h>

int inc1(int a) { asm('add $1, %0' : '=r' (a)); return a;}

int inc2(int a) { asm('add $1, %0' : '+r' (a)); return a;}

int main(int argc, char *argv[]) { printf('inc1: %d\n', inc1(1)); printf('inc2: %d\n', inc2(1));}

这两个inc方法本应该都返回2，但实际却不是，我们执行看下：

$ gcc -O3 main.c && ./a.outinc1: 1998320153inc2: 2

由上可见，inc1方法返回的是一个莫名其妙的值（其实每次执行该程序，inc1返回的值都不同），这是因为inc1中指定的 constraint modifier 是 =，它表示在汇编代码里不会用到a原来的值，所以编译器可能会在add汇编指令执行之前，用到了a对应的寄存器，导致其原数据被覆盖，又可能它根本就没初始化a对应的寄存器为我们传入的值，总之，最终结果是错误的。

而在inc2方法中，我们指定的 constraint modifier 是 +，表示a原来的值在汇编代码中会被用到，所以编译器就不会改变a对应寄存器的值，所以最终结果是正确的。

我们再来看下两个方法对应的汇编代码，进一步确认下。

下面是inc1：

$ gcc -O3 -S main.c && objdump --disassemble=inc1 a.out0000000000001180 <inc1>: 1180: 83 c0 01 add $0x1,%eax 1183: c3 retq

下面是inc2：

$ gcc -O3 -S main.c && objdump --disassemble=inc2 a.out0000000000001190 <inc2>:    1190:  89 f8                  mov    %edi,%eax    1192:  83 c0 01               add    $0x1,%eax    1195:  c3                     retq