GCC x86 内联汇编中的 (+r) 与 (=r) 约束

Question

我在 c 中使用内联汇编块对数组进行排序的一段代码存在问题。

我的完整代码是这样的：

#include <stdio.h>
#define n 20

int main()
{
    int array[n];
    int i;
    int swapped;

    printf("Enter the elements one by one \n");
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        scanf("%d", &array[i]);
    }

    printf("Input array elements \n");
    for (i = 0; i < n ; i++)
    {
        printf("%d\n", array[i]);
    }

    /*  Bubble sorting begins */   
    do
    {
          swapped = 0;
          for (i = 1; i < n; i++)
          {
/* 
           if (array[i] < array [i-1])
           {
               swapped =1;
               int temp = array [i-1];
               array [i-1] = array [i];
               array[i] = temp;
           }
*/

               //body of the for loop
               //converted to assembly
               __asm__ __volatile__("cmp %0, %1;"
                                    "jge DONE;"
                                    "mov eax, %0;"
                                    "mov %0, %1;"
                                    "mov %1, eax;"
                                    "mov %2, 1;"
                                    "DONE: "
                                    : "+r" (array[i]), "+r" (array[i-1]), "=r" (swapped)
                                    : //no input
                                    : "eax", "cc"
                                    );


          }

    } while (swapped > 0);

    printf("Sorted array is...\n");
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d\n", array[i]);
    }

    return 0;
}

由于某种原因，do while 变成了一个无限循环，但是当我将 swapped 变量的修饰符更改为 "+r" (swapped) 时，它可以工作。我查看了两种情况下生成的汇编代码（-save-temp），除了在使用“+r”的情况下将swapped 变量移动到寄存器之外没有注意到任何其他内容，这是预期的。

为什么我需要使用"+r"？

Answer 1

如果你使用=，这意味着它是一个输出并且它必须被写入。但是，您只在有交换的情况下才编写它。编译器将优化掉您使用的swapped = 0，因为它假定汇编程序块将产生一个将覆盖它的新值。这意味着，如果没有交换，编译器将愉快地使用它为%2 选择的寄存器中的任何垃圾作为swapped 的新值，并且偶然会产生一个无限循环。

这里有一些代码来说明：

swapped = 0;
/* this is the asm block */
{
    /* this is not initialized, because it's declared as output */
    int register_for_operand2;
    if (array[i] < array[i - 1])
    {
        /* body here */
        register_for_operand2 = 1;
    }
    /* the compiler generates this code for the output operand */
    /* this will copy uninitialized value if the above condition was false */
    swapped = register_for_operand2;
}