如何防止gcc优化破坏rep movsb代码？ [复制]

我尝试使用以下命令创建我的 memcpy 代码rep movsb操作说明。当禁用优化时，它可以完美地适应任何尺寸。但是，当我启用优化时，它无法按预期工作。

问题

1. 如何防止gcc优化破坏rep movsb代码？
2. 我的代码是否有问题导致未定义的行为？

创建自己的 memcpy 的动机：

我读到了有关 memcpy 的增强型 movsb英特尔® 64 和 IA-32 架构优化参考手册 第3.7.6节。我来到 libc 源代码，看到 libc 中的默认 memcpy 使用 SSE 而不是movsb.

因此，我想比较两者的性能上交所指令 and 代表movsb对于memcpy。但现在，我发现有些不对劲。

重现问题的简单代码（test.c）

#include <stdio.h>
#include <string.h>

inline static void *my_memcpy(
  register void *dest,
  register const void *src,
  register size_t n
) {
  __asm__ volatile(
    "mov %0, %%rdi;"
    "mov %1, %%rsi;"
    "mov %2, %%rcx;"
    "rep movsb;"
    :
    : "r"(dest), "r"(src), "r"(n)
    : "rdi", "rsi", "rcx"
  );
  return dest;
}

#define to_boolean_str(A) ((A) ? "true" : "false")

int main()
{
  char src[32];
  char dst[32];

  memset(src, 'a', 32);
  memset(dst, 'b', 32);

  my_memcpy(dst, src, 1);
  printf("%s\n", to_boolean_str(!memcmp(dst, src, 1)));

  my_memcpy(dst, src, 2);
  printf("%s\n", to_boolean_str(!memcmp(dst, src, 2)));

  my_memcpy(dst, src, 3);
  printf("%s\n", to_boolean_str(!memcmp(dst, src, 3)));

  return 0;
}

编译并运行

ammarfaizi2@integral:~$ gcc --version
gcc (Ubuntu 9.3.0-10ubuntu2) 9.3.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

ammarfaizi2@integral:~$ gcc -O0 test.c -o test && ./test
true
true
true
ammarfaizi2@integral:~$ gcc -O1 test.c -o test && ./test
false
true
true
ammarfaizi2@integral:~$ gcc -O2 test.c -o test && ./test
false
true
true
ammarfaizi2@integral:~$ gcc -O3 test.c -o test && ./test
false
true
true
ammarfaizi2@integral:~$ 

Summary

my_memcpy(dst, src, 1);如果启用优化，则会导致错误的行为。

正如所写，您的 asm 约束并不反映 asm 语句可以修改内存，因此编译器可以根据在以下位置读取或写入内存的操作自由地对其进行重新排序：dest or src。你需要添加"memory"到破坏列表。

正如其他人所指出的，您还应该编辑约束以避免mov。如果这样做，您还需要在约束中表示 asm 现在修改其参数（例如，使它们全部为双输入/输出）并备份的值dest这样你就可以退货了。因此，您可以跳过此改进，直到您开始使用它并了解约束的工作原理。