C++ 跨平台组装（（x64 | | x86）和（Microsoft x64 | | SystemV））

我正试图编写一些代码，以便了解更多关于汇编和JIT编译器之类的知识。到目前为止，我已经能够提出一个XOR函数，从理论上讲，它可以在Windows和Linux环境中的x86或x64机器上工作

假设我理解正确，则

[RE]AX

寄存器用于保存整数返回值，而

[RE]DX

是用于在函数之间传递整数的可用寄存器之一。我选择不严格遵循ABI，而是使用

[RE]AX

传递第一个参数，因为它保存

MOV

指令而不影响结果

有没有更好（更优雅或更高效）的方法来发布跨平台组装，或者我在开发这个程序集时有没有犯过任何错误

#include <cstdint>
#include <iostream>

template<typename TInput>
static auto Xor(TInput const highPart, TInput const lowPart) {
    constexpr bool is16Bit = (std::is_same<TInput, int16_t>::value || std::is_same<TInput, uint16_t>::value);
    constexpr bool is32Bit = (std::is_same<TInput, int32_t>::value || std::is_same<TInput, uint32_t>::value);
    static_assert(is16Bit || is32Bit, "type must be a member of the type family: [u]int{16, 32}_t");

    if constexpr (is16Bit) {
        uint16_t result;

        #if (defined(__linux__) || defined(__unix__) || defined(_WIN32))
            asm volatile ("xorw %%dx, %%ax;" : "=a" (result) : "a" (highPart), "d" (lowPart));
        #else
            #error "Unsupported platform detected."
        #endif

        return result;
    }
    else if constexpr (is32Bit) {
        uint32_t result;

        #if (defined(__linux__) || defined(__unix__) || defined(_WIN32))
            asm volatile ("xorl %%edx, %%eax;" : "=a" (result) : "a" (highPart), "d" (lowPart));
        #else
            #error "Unsupported platform detected."
        #endif

        return result;
    }
}

#define HIGH_PART 4;
#define LOW_PART 8;

int main() {
    int16_t const a = HIGH_PART;
    int16_t const b = LOW_PART;
    int16_t const c = Xor(a, b);

    uint32_t const x = HIGH_PART;
    uint32_t const y = LOW_PART;
    uint32_t const z = Xor(x, y);

    std::cout << c << "\n";
    std::cout << z << "\n";
    getchar();

    return 0;
}

---

不能让编译器以64位模式在EAX/RAX中传递函数arg。在32位模式下，您可以使用gcc“regparm”调用约定，如

\uuuuu属性（regparm（3）））int my_func（int，int）

以按该顺序传递EAX、ECX、EDX中的参数。（因此，在EAX中具有函数arg的内联asm之前，编译器将需要一个

mov

）

或者，您可以使用

\uuuuu属性（（sysv\u abi））

声明函数，以便始终使用sysv abi，即使在Windows上编译时也是如此。但这只有在所有调用方都由GCC/clang/ICC而不是MSVC编译时才有效。在32位模式下更糟糕；i386 System V调用约定是垃圾：在堆栈上传递所有参数，并且在edx:eax中只返回int64_t，而不是在两个成员的64位结构中返回

调用

sysv_abi

函数也可能是

ms_abi

函数来保存/恢复所有xmm6..15，除非sysv_abi函数调用可以内联并优化。因此，总的来说，如果函数没有大量使用XMM regs并保存/恢复其中的大部分，那么这可能是一个糟糕的计划

---

使用固定寄存器输入/输出约束通常没有用处，除非您使用的指令是隐式寄存器（如不能使用BMI2

shlx

/

shrx

），则使用

cl

中的移位计数）

让编译器使用

“r”

和

“+r”

约束进行寄存器分配。（或

“=r”

和

“0”

匹配约束）这样，无论值在哪里，函数都可以高效内联。对于可以是寄存器或32位立即数的输入，也可以使用“re”。或者甚至

“rem”

，用于也可以是内存的输入。但是，如果您重复使用输入，最好在asm之前让编译器为您加载它

另见

硬编码寄存器分配部分地破坏了使用内联asm而不是编译器必须调用而不是内联的独立asm函数的目的

查看编译器为您的代码生成的asm，查看它生成的周围代码，以及它如何通过选择操作数填充模板

---

还请注意，

“r”

为16位类型选择16位寄存器，为32位类型选择32位寄存器，因此所有这些类型大小调整基本上都是不必要的。（尽管取决于输入的写入方式，但使用32位异或可能优于16位异或，如果以后有人读取完整的32位或64位寄存器，可能会避免部分寄存器暂停。但是如果输入寄存器是使用16位操作数大小写入的，那么在P6系列CPU上，32位异或将创建部分寄存器暂停。）您可以使用32位大小的

“%k0”

替代为

“xor%0”模板替换填写的大小。请参阅。
int16\u t c=a^b和gcc。我的意思是，我不确定你在问什么：a）在处理算术的原始机器代码中，win/linux之间没有区别，这是在ABI和服务调用中（这里不相关）b）不清楚64b是从哪里开始的，以及如何进行的，到目前为止在Q.c）中没有使用
xorw
根据当前的CPU模式进行不同的编码（16b模式与32b/64b模式），我认为没有一种明智的方法可以同时满足这两种需求……在尝试同时满足32和64目标平台时，会出现类似的问题，那么您的目标是什么？@Ped7g使用寄存器的机器没有区别，但如果我希望生成的程序“与他人友好相处”那么我应该坚持目标平台的ABI，不是吗？这里的目标是最终发出机器代码，而不是使用GCC编译XOR表达式。我的潜在目标列在标题中：x64、x86、Linux和Windows。@Ped7g我正在获得知识和理解，正如第一句话所述；我不想打败现代编译器（然而！），我只是想体验一下它们处理的所有不同的复杂性。另外，我不确定如果是16b，如果是32b……为什么不简单地定义两个具有适当参数类型的函数，让编译器根据使用的类型选择正确的函数……在现代x86世界中，这通常更有意义（从性能角度看）即使使用16b的值，也要执行
xorl
，这取决于它们的源代码以及如何将它们读入寄存器，以及在
xor
之后计算如何继续……但在现代x86中，每个操作编译的整个概念毫无意义，这将带来整个解决方案的解释器级性能。对不起，我退出了从这里，我不明白你的问题……也许其他人会更好地理解你。：）使用与我的本地计算机相同的设置进行了测试，它似乎生成了我要求它生成的内容。只是好奇它是如何工作的，因为你的第一句话让我相信它不应该…@Kittoes0124：我说的是函数args。内联后，你没有使用任何函数args，只是为mov编译时间常数-立即。所以你看到的就是eff
template<typename T>
static auto Xor(T const highPart, T const lowPart) {
    constexpr bool is16Bit = (std::is_same<T, int16_t>::value || std::is_same<T, uint16_t>::value);
    constexpr bool is32Bit = (std::is_same<T, int32_t>::value || std::is_same<T, uint32_t>::value);
    static_assert(is16Bit || is32Bit, "type must be a member of the type family: [u]int{16, 32}_t");

    #if !(defined(__linux__) || defined(__unix__) || defined(_WIN32))
        #error "Unsupported platform detected."
    #endif

    T result;

    if constexpr (is16Bit) {
        asm volatile ("xorw %%dx, %%ax;" : "=a" (result) : "a" (highPart), "d" (lowPart));
    }
    else if constexpr (is32Bit) {
        asm volatile ("xorl %%edx, %%eax;" : "=a" (result) : "a" (highPart), "d" (lowPart));
    }

    return result;
}