GCC ARM 汇编预处理器宏

Question

我正在尝试使用汇编 (ARM) 宏进行定点乘法：

    #define MULT(a,b) __asm__ __volatile__ ( \
        "SMULL r2, r3, %0, %1\n\t" \
        "ADD r2, r2, #0x8000\n\t" \
        "ADC r3, r3, #0\n\t" \
        "MOV %0, r2, ASR#16\n\t" \
        "ORR %0, %0, r3, ASL#16" \
        : "=r" (a) : "0"(a), "1"(b) : "r2", "r3" );

但在尝试编译时出现错误：'asm'之前的预期表达式

（如果你珍惜你的时间，你可以忽略下面的所有内容，但如果你看看它会很好，这里的主要问题是如何使上述工作）

我试过了：

    static inline GLfixed MULT(GLfixed a, GLfixed b){
       asm volatile(
        "SMULL r2, r3, %[a], %[b]\n"
        "ADD r2, r2, #0x8000\n"
        "ADC r3, r3, #0\n"
        "MOV %[a], r2, ASR#16\n"
        "ORR %[a], %[a], r3, ASL#16\n"
        : "=r" (a)
        : [a] "r" (a), [b] "r" (b)
        : "r2", "r3");
     return a; }

这可以编译，但似乎有问题，因为当我使用常量 ex: MULT(65536,65536) 时它可以工作，但是当我使用变量时，它似乎 f**k up：

GLfixed m[16];
m[0]=costab[player_ry];//1(65536 integer representation)
m[5]=costab[player_rx];//1(65536 integer representation)
m[6]=-sintab[player_rx];//0
m[8]=-sintab[player_ry];//0
LOG("%i,%i,%i",m[6],m[8],MULT(m[6],m[8]));
m[1]=MULT(m[6],m[8]);
m[2]=MULT(m[5],-m[8]);
m[9]=MULT(-m[6],m[0]);
m[10]=MULT(m[5],m[0]);
m[12]=MULT(m[0],0)+MULT(m[8],0);
m[13]=MULT(m[1],0)+MULT(m[5],0)+MULT(m[9],0);
m[14]=MULT(m[2],0)+MULT(m[6],0)+MULT(m[10],0);
m[15]=0x00010000;//1(65536 integer representation)

int i=0;
while(i<16)
{
    LOG("%i,%i,%i,%i",m[i],m[i+1],m[i+2],m[i+3]);
    i+=4;
}

上面的代码会打印出来（LOG就像这里的printf）：

0,0,-1411346156
65536,65536,65536,440
-2134820096,65536,0,-1345274311
0,65536,22,220
65536,196608,131072,65536

当正确的结果是（显然上面有很多垃圾）：

0,0,0
65536,0,0,0
0,65536,0,0
0,0,65536,0
0,0,0,65536

Answer 1

第一部分很简单：问题是__asm__ 块是语句，而不是表达式。

您可以使用 GCC 的 statement expressions 扩展来实现您想要的 - 像这样：

#define MULT(a,b) \
  ({ \
    __asm__ __volatile__ ( \
      /* ... asm stuff here ... */
    ); \
    a; \
  })

第二部分是由于输入和输出操作数规范的问题。你这里有两个不同的版本，而且都是错误的。在宏版本中，您说过：

: "=r" (a) : "0"(a), "1"(b) : "r2", "r3"

约束

• 将a 输出到寄存器（这是操作数0）；
• 输入a与操作数0相同，即相同的寄存器（这是操作数1）；
• 输入 b 与操作数 1 相同，即再次相同（这是操作数 2）。

这里需要"r"(b)，可以参考%2。

在内联版本中，您说过：

: "=r" (a) : [a] "r" (a), [b] "r" (b) : "r2", "r3"

将输出 a 和输入 a 和 b 限制为寄存器，但是

• 它没有声明它们之间的任何关系；
• asm 从未显式引用输出操作数（您尚未为输出操作数指定名称，并且 asm 代码未引用 %0）。

您应该能够通过以下方式修复原始版本：

: "=r" (a) : "0" (a), "r" (b) : "r2", "r3"

并将a 称为%0 或%1，将b 称为%2。

内联版本可以这样固定：

: [a] "=r" (a) : "[a]" (a), [b] "r" (b) : "r2", "r3"

并将操作数称为%[a] 和%[b]。

如果您想在宏版本中使用名称，您需要类似于

: [arg_a] "=r" (a) : "[arg_a]" (a), [arg_b] "r" (b) : "r2", "r3"

（并参考%[arg_a] 和%[arg_b]）因为否则预处理器将在[a] 和[b] 内扩展a 和b。

请注意命名参数案例中的微妙之处：当为参数指定名称时（如在输出 a 中），您编写 [a] - 没有引号 - 但是当您引用另一个名称时已经-命名操作数（如输入a），您需要将其放在引号内："[a]"。

Answer 2

您是否尝试过简单的 C 代码而不是汇编？在我使用 GCC 4.5.3 的系统上，编译器生成的代码至少与您的手写汇编程序一样好：

int mul (int a, int b)
{
  long long x = ((long long)a * b + 0x8000);
  return x>>16;
}

编译成以下 asm 代码：​​

# input: r0, r1
mov    r3, #32768
mov    r4, #0
smlal  r3, r4, r0, r1
mov    r0, r3, lsr #16
orr    r0, r0, r4, asl #16
# result in r0

（函数调用 epilog 和 prolog 已移除）

如果您在单个函数中有多个乘法，代码会变得更好，因为编译器会删除多余的 mov r3, #32768 指令。