使用 gcc 内联汇编加载和存储 YMM 寄存器答案

【问题标题】：Loading and storing YMM registers using gcc inline assembly使用 gcc 内联汇编加载和存储 YMM 寄存器
【发布时间】：2021-03-21 00:50:26
【问题描述】：

我正在尝试使用 gcc 内联 asm 加载和存储 YMM 寄存器。我使用 vmovdqa 来执行此操作。

为了将 __m256i 存储到特定的 YMM 寄存器（比如 YMM10），我使用以下代码

__m256i addr;
//load value to addr
asm ("vmovdqa %0,%%ymm10\n\t"
            :
            : "x" (addr)
            :);

为了将 YMM10 中的值加载到变量中，我使用以下代码

__m256i readbuff;
asm ("vmovdqa %%ymm10,%0\n\t"\
            : "=x" (readbuff)\
            :\
            :);

我在这里面临的问题是，在我用一个值加载 YMM10 之后，我只使用了加载值的寄存器的一半。我的意思是只加载了 128 位，另一半全为零。

我做错了吗？我不确定要使用什么指令 - vmovdqa、vmovaps、vmovups。请在这方面给我建议。

【问题讨论】：

这种内联汇编的用法是不正确的，不能期望工作。您不能假设您分配给随机寄存器的值仍然存在于下一个asm 语句中，并且您也不允许在不将寄存器放入 clobber 列表的情况下覆盖随机寄存器。如果您提供更多上下文，也许可以找到针对您的underlying problem 的更好解决方案。

标签： c gcc x86 inline-assembly avx2

【解决方案1】：

你似乎试图用内联汇编做的整体设计被打破了。这不是内联汇编的工作方式。这可能是 X-Y 问题；你想让你的代码做一些事情，而你选择了一种不可行的方法。

我的意思是只加载了 128 位，另一半全为零。

听起来 GCC 在您的 asm 语句之间的某个地方（可能在函数调用边界）做了一个 veroupper。 您没有告诉 GCC YMM10 是您希望稍后阅读的输出。（有点类似于GCC doesn't push registers around my inline asm function call even though I have clobbers 错误地使用内联汇编）。在这种情况下，GCC 踩到了您的数据；在其他情况下，您可以销毁 GCC 放在那里的一些数据，稍后再读取。

您可以告诉 GCC 使用另一个 __m256i 变量（可能是 register __m256i ymm10 asm("ymm10")）告诉 GCC 来自您的 asm 语句的数据，如果您真的想说服编译器制作更糟糕的 asm 而不仅仅是让它像往常一样将__m256i 变量保存在寄存器中。

但真的不要。您可以使用gcc -S foo.c -o- | less 或其他方式查看 GCC 的asm 输出。（不要忘记通常的-O3 -march=native 或其他）。 How to remove "noise" from GCC/clang assembly output? 在某些 YMM 寄存器上使用您自己的 vmovdqa 指令，而 GCC 出于自己的目的使用其他 YMM 寄存器，只会使 asm 变得更糟。 https://gcc.gnu.org/wiki/DontUseInlineAsm

另请参阅https://stackoverflow.com/tags/inline-assembly/info 以获得解释如何正确使用 GNU C 内联汇编的指南和文档。（但您可能根本不需要 asm。）

请注意，"x" (addr) 要求 GCC 已经在另一个 YMM 寄存器中拥有__m256i addr，因此它甚至不是从内存中“加载”，它只是在 GCC 已经从内存中加载后复制 YMM 寄存器（如果需要）。这就是为什么我如此强烈地说这是没有意义的。

【讨论】：