__asm__ __volatile__（“”：：：“memory”）的工作

Question

基本上__asm__ __volatile__()对ARM架构有什么影响"memory"？

Answer 1

asm volatile("" ::: "memory"); 

创建一个编译器级内存屏障，迫使优化器不对整个屏障重新排序内存访问。

例如，如果您需要按特定顺序访问某个地址（可能是因为该内存区域实际上是由另一个设备而不是内存支持的），则需要将其告知编译器，否则它可能只是为了提高效率优化您的步骤。

假设在这种情况下，你必须增加一个地址值，读一些东西并增加一个相邻地址的值。

int c(int *d, int *e) { 
     int r; 
     d[0] += 1; 
     r = e[0]; 
     d[1] += 1; 
     return r; 
} 

问题是（在这种情况下gcc）编译器可以重新安排你的内存访问，如果你问它（-O），以获得更好的性能。可能导致的指令序列如下图所示：

00000000 <c>: 
    0: 4603  mov r3, r0 
    2: c805  ldmia r0, {r0, r2} 
    4: 3001  adds r0, #1 
    6: 3201  adds r2, #1 
    8: 6018  str r0, [r3, #0] 
    a: 6808  ldr r0, [r1, #0] 
    c: 605a  str r2, [r3, #4] 
    e: 4770  bx lr 

为d[0]和d[1]以上数值在同一时间被加载。让我们假设这是你想避免的事情，那么你需要告诉编译器不要重新排序内存访问，那就是使用asm volatile("" ::: "memory")。

int c(int *d, int *e) { 
     int r; 
     d[0] += 1; 
     r = e[0]; 
     asm volatile("" ::: "memory"); 
     d[1] += 1; 
     return r; 
} 

所以，你会得到你的指令序列，你希望它是：

00000000 <c>: 
    0: 6802  ldr r2, [r0, #0] 
    2: 4603  mov r3, r0 
    4: 3201  adds r2, #1 
    6: 6002  str r2, [r0, #0] 
    8: 6808  ldr r0, [r1, #0] 
    a: 685a  ldr r2, [r3, #4] 
    c: 3201  adds r2, #1 
    e: 605a  str r2, [r3, #4] 
    10: 4770  bx lr 
    12: bf00  nop 

应当指出的是，这只是编译时内存屏障，以避免编译器重新排序存储器存取，如它不会提供额外的硬件级别指令来刷新内存或等待加载或存储完成。如果CPU具有体系结构功能，并且内存地址为normal类型，而不是strongly ordered或device（ref），则CPU仍然可以重新排序内存访问。

Answer 2

含义说明如下：

http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_ordering

基本上，它意味着，你期望它的汇编代码就会被执行。它告诉编译器不要对它周围的指令重新排序。那就是在这段代码之前被执行的代码以及之后将被执行的代码。

Answer 3

该序列是编译器内存访问调度屏障，如Udo引用的文章中所述。这个是GCC特有的 - 其他编译器有其他方式来描述它们，其中一些用更明确（不那么深奥）的语句。

是一个允许汇编语言语句嵌入在C代码中的gcc扩展 - 在此处用于指定防止编译器执行某些类型优化的副作用（在此情况下可能最终会生成不正确的代码）。

__volatile__需要确保语句本身不会与任何其他volatile存取（任何C语言中的保证）重新排序。

memory是GCC的一条指令，表明内联asm序列对全局内存有副作用，因此不仅需要考虑对局部变量的影响。

Answer 4

static inline unsigned long arch_local_irq_save(void) 
{ 
    unsigned long flags; 

    asm volatile(
     " mrs %0, cpsr @ arch_local_irq_save\n" 
     " cpsid i"  //disabled irq 
     : "=r" (flags) : : "memory", "cc"); 
return flags; 
}