Clang 是否为内联汇编生成了错误的代码？

Question

我有一些 C 代码：

#include "stdio.h"

typedef struct num {
    unsigned long long x;
} num;

int main(int argc, char **argv) {
    struct num anum;
    anum.x = 0;
    __asm__("movq %%rax, %0\n" : "=m" (anum.x) : "rax"(2));
    printf("%llu\n",anum.x);
}

我正在我的（英特尔）Mac 笔记本电脑上编译并运行它。

代码的输出似乎有所不同，具体取决于我使用 (GNU) GCC 还是 Clang 进行编译。gnucc -o gnu-test test.c我使用GCC（从https://gcc.gnu.org/install/download.htmlgnucc下载源代码后在 Mac 上从源代码构建）和Clang（内置 macOS Clang）进行编译。clang -o clang-test test.c

在我的 Mac 上，使用 GNU，结果是2（这是我所期望的）。使用 Clang，结果是140701838959608.

Clang 结果对我来说似乎是错误的，但我也想知道我的内联汇编是否不太正确，而 GCC 恰好没有暴露我的错误。

我在Compiler Explorer上尝试了相同的代码， GCC（x86-64 GCC 13.2 给出2）和 Clang（x86-64 Clang 16.0.0 给出）的输出也不同140726522786920。

我尝试用以下命令反汇编 Clang 二进制文件objdump -d：

#include "stdio.h"

typedef struct num {
    unsigned long long x;
} num;

int main(int argc, char **argv) {
    struct num anum;
    anum.x = 0;
    __asm__("movq %%rax, %0\n" : "=m" (anum.x) : "rax"(2));
    printf("%llu\n",anum.x);
}

似乎100003f80: 48 89 00 movq %rax, (%rax)是问题所在？Clang 具有正确的值 inecx和要写入的正确地址 in rax，但它movq %rax, (%rax)代替了movq %rcx, (%rax)?

Answer 1

Clang 正在生成正确的代码，但您对输入操作数指定了不正确的约束。

约束 ( "rax") 不被解释为寄存器名称。相反，约束中的每个字母指定一个允许的操作数类型。这里的第一个字母r，允许使用任何通用寄存器，这使得选择rcx有效。

要约束寄存器rax，需要使用"a"约束。请参阅机器限制页面中的 x86 部分。

__asm__("movq %%rax, %0\n" : "=m" (anum.x) : "a"(2));