Clang 集成汇编器和“指令的无效操作数”

Question

我们在默认配置中使用 Clang。在默认配置中，使用 Clang 的集成汇编器（而不是系统汇编器，如 GAS）。我无法确定以下问题的确切问题（并修复）：

$ make
clang++ -DNDEBUG -g2 -O3 -Wall -fPIC -march=native -pipe -c gcm.cpp
...
gcm.cpp:676:3: error: invalid operand for instruction
                AS2(    movd    WORD_REG(di), xmm...
                ^
./cpu.h:221:20: note: expanded from macro 'AS2'
        #define AS2(x, y) GNU_AS2(x, y)
                          ^
./cpu.h:216:27: note: expanded from macro 'GNU_AS2'
        #define GNU_AS2(x, y) "\n\t" #x ", " #y ";"
                             ^
<inline asm>:110:12: note: instantiated into assembly here
        movd rdi, xmm0;
                  ^~~~~
gcm.cpp:685:3: error: invalid operand for instruction
                AS2(    movd    WORD_REG(di), xmm...
                ^
./cpu.h:221:20: note: expanded from macro 'AS2'
        #define AS2(x, y) GNU_AS2(x, y)
                          ^
./cpu.h:216:27: note: expanded from macro 'GNU_AS2'
        #define GNU_AS2(x, y) "\n\t" #x ", " #y ";"
                                 ^
<inline asm>:117:12: note: instantiated into assembly here
        movd rdi, xmm1;
                  ^~~~~

我认为以上错误可能与Inline Assembly and Compatibility有关。但据我所知，rdi 是 64 位，xmm1 是 128 位，movd 指定了操作数大小，所以不存在兼容性问题。

上面的代码有什么问题？

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您可以通过Crypto++ gcm.cpp Source File 在线检查源文件。如果你安装了 Clang，这个问题应该很容易复制：

git clone https://github.com/weidai11/cryptopp.git cryptopp-asm
cd cryptopp-asm
export CXX=clang++
make GAS210_OR_LATER=1 GAS219_OR_LATER=1 GAS219_OR_LATER=1

或者：

# Try to make just gcm.o
make GAS210_OR_LATER=1 GAS219_OR_LATER=1 GAS219_OR_LATER=1 gcm.o

奇怪的make 行是由于LLVM Bug 24200 - With integrated assembler enabled, failed to fetch version string of assembler。

Answer 1

r/m64, xmm 在英特尔的软件开发人员手册中未列为MOVD 指令的有效操作数组合。但是，支持以下两种形式：

MOVD r/m32, xmm
SSE2 Move doubleword from xmm register to r/m32.

MOVQ r/m64, xmm
SSE2 Move quadword from xmm register to r/m64.

这让我怀疑在为 64 位目标构建时，MOVD 指令需要是 MOVQ，或者 rdi 应该被 edi 替换（尽管这可能会影响其他部分依赖rdi的前32位的代码）。