C语言内联汇编

之前我们介绍了一种C语言与汇编代码混合编程方式，就是两个文件分开编写，分开编译，最后通过链接的形式结合在一起形成可执行文件，另一种方式就是C语言内联汇编，这一切都要归功于强大的GCC。

什么是内联汇编

内联汇编称为inline assembly，GCC支持在C代码中直接嵌入汇编代码，所以称为GCC inline assembly。大家知道，C语言不支持寄存器操作，汇编语言可以，所以自然就想到了在C语言中嵌入内联汇编提升“战斗力”的方式，通过内联汇编，C程序员可以实现C语言无法表达的功能，这样使开发能力大为提升。

内联汇编按格式分为两大类，一类是最简单的基本内联汇编，另一类是复杂一些的扩展内联汇编，在介绍它们之前，其实还有一点点头疼的事，内联汇编中所用的汇编语言，其语法是AT&T，并不是咱们熟悉的Intel汇编语法，GCC只支持它，所以咱们还得了解下AT&T。

AT&T语法

我之前学的一门课，微机原理教的就是Intel语法，发现身边的汇编语言什么的教的也都是Intel语法，也许这和教学系统都是微软的操作系统DOS和Windows有关。其实不论是Intel语法或者是AT&T语法，其在某一个平台上编译出来的机器码是一样的，其本质没有区别，只是表达方式有点区别。

AT&T首先在UNIX中使用，可当初UNIX并不是在x86处理器上开发的，最初是在PDP-11机器上开发的，后来又移植到VA X和68000的处理器上，所以AT&T的语法自然更接近于这些处理器的特性。虽然UNIX后来又移植到x86上了，但还是要尊重UNIX圈内的习惯，其汇编语法接近于那些前辈处理器上的语法，这就是AT&T语法。

无论语法怎么改变，汇编语言中指令关键字不能有太大的出入，名字非常接近，只是在指令名字的最后加上了操作数大小后缀，b表示一字节，w表示二字节，l表示四字节，比如压栈指令，在Intel语法中是 push ，在AT&T语法中是 pushl ，最后这个l表示要压栈的数据长度是4字节，在了解Intel语法的情况下，基本能看懂AT&T语法，他们的主要差别是语法风格

上表未列出两种语法在内存寻址之间的区别，我们详细说一下

在Intel语法中，立即数就是普通的数字，如果让立即数成为内存地址，需要将他用中括号括起来，才能表示以立即数为地址的内存

而AT&T认为，内存地址既然是数字，那数字理所应当的也应该被当做内存地址，所以数字优先被认为是内存地址，也就是说，操作数如果是数字，则统统按照以该数字为地址的内存来访问。这样的话我们想要单纯的表示立即数就要在前面加一个 $ 。

Intel语法有很多的寻址方式，包括直接寻址，基址寻址，变址寻址，基址变址寻址，而且不知道是不是开始学的时候就是Intel语法，所以觉得Intel语法是很直接的一种寻址方式。

在AT&T中内存寻址有着固定的格式

segreg(段基址):base_address(offset_address,index,size)

此格式对应的表达式为

segreg(段基址):base_address+offset_address+index*size)

看上去格式有些怪异，但其实这是一种“通用”格式，格式中短短的几个成员囊括了它所有内存寻址的方式，任意一种内存寻址方式，其格式都是这个通用格式的子集，都是格式中各种成员的组合。下面介绍下这些成员项。

base_address是基地址，可以为整数、变量名，可正可负。

offset_address是偏移地址，index是索引值，这两个必须是那8个通用寄存器之一。

size是个长度，只能是1、2、4、8。

下面看看内存寻址中有哪些方式，注意，这些方式都是上面通用格式的一部分。

直接寻址：此寻址中只有base_address项，后面括号中的内容全不要，base_address便为内存啦，比如 movl $225,0xc00008F0 ，或者用变量名 mov $6,var

寄存器间接寻址： 此寻址中只有offset_address项，即格式为（offset_address），要记得，offset_address只能是通用寄存器。寄存器中是地址，不要忘记格式中的圆括号，如mov (%eax),%ebx。

**寄存器相对寻址：**此寻址中有offset_address项和base_address项，即格式为base_address（offset_address）。这样得出的内存地址是基址+偏移地址之和。如movb -4(%ebx),%al。

**变址寻址：**此类寻址称为变址的原因是含有通用格式中的变量Index。因为index是size的倍数，所以有index的地方就有size。既然是变址，只要有index和size就成了，base_address和offset_address可有可无，注意，格式中没有的部分也要保留逗号来占位。一共有4种变址寻址组合，下面各举个例子。

• 无base_address，无offset_address：movl %eax,(,%esi,2)

• 无base_address，有offset_address：movl %eax,(%ebx,%esi,2)

• 有base_address，无offset_address：movl %eax,base_value(,%esi,2)

• 有base_address，有offset_address：movl %eax,base_value(%ebx,%esi,2)

基本内联汇编

基本内联汇编是最简单的内联形式，其格式为：

asm [volatile] ("assembly code")  

关键字asm用于声明内联汇编表达式，这是内联汇编固定的部分，不可少。

asm和__asm__是一样的，是由gcc定义的宏：#define __asm__ asm。gcc有一个优化选项 -O ，可以指定优化级别，当用 -O 来编译的时候，gcc按照自己的意图优化代码，说不定就会把自己写的代码改了(他认为你写的太烂了)， 关键字volatile是可选项，它告诉gcc：“不要修改我写的汇编代码，请原样保留”，volatile和__volatile__是一样的，是由gcc定义的宏：#define __volatile__ volatile。

“assembly code”是咱们所写的汇编代码，它必须位于圆括号中，而且必须用双引号引起来。这是格式要求，只要满足了这个格式asm [volatile] (“”)，assembly code甚至可以为空。

下面说下assembly code的规则。

• 指令必须用双引号引起来，无论双引号中是一条指令或多条指令。
• 一对双引号不能跨行，如果跨行需要在结尾用反斜杠’\'转义。

提醒一下，即使是指令分布在多个双引号中，gcc最终也要把它们合并到一起来处理，合并之后，指令间必须要有分隔符。所以，当指令在多个双引号中时，除最后一个双引号外，其余双引号中的代码最后一定要有分隔符，这和其他编程语言中表示代码结束的分隔符是一样的，如：

asm("movl $9,%eax;","pushl %eax") # 正确
asm("movl $9,%eax","pushl %eax")  # 错误

我们再举一个打印字符串的例子

char *str = "hello ASM C!";
int count = 0;
int main(){
	asm( "pusha;\
		movl $4,%eax;\
		movl $1,%ebx;\
		movl str,%ecx;\
		movl $12,%edx;\
		int $0x80;\
		mov %eax,count;\
		popa \
	");
	return 0;
}

在上述代码中，若要内联汇编引用c变量，只能将c变量定义为全局变量，只有定义为全局变量的时候才能链接这两个符号，如果定义为局部变量，链接时会找不到这两个符号，这就是基本的内联汇编，我们编译运行一下

gcc -m32 -o inline.bin inline.c
./inline.bin

扩展内联汇编

由于基本内联汇编功能太薄弱了，所以才对它进行了扩展以使其功能强大。不过，易用性往往与功能强弱是成正比的，如您所料，扩展内联汇编确实有点难。

gcc本身是个c编译器，要让其支持汇编语言，必然牵扯到以下问题。

• 在内联汇编代码插入点之前的C代码，其编译后也要被分配寄存器等资源，插入的汇编代码也要使用寄存器，这是否会造成资源冲突？
• 汇编语言如何访问C代码中的变量？

您看，内联汇编真不是简单地写两句汇编代码就完事了，所以，很多人宁可单独写纯汇编文件再链接，也不愿意写内联汇编。

假设目前没有扩展内联汇编，当汇编代码嵌入到C代码中，如果汇编代码想把C代码中的变量作为操作数加载到寄存器，如何找到可用的寄存器，这可是个大问题，程序员并不知道哪个寄存器已经被分配了，哪些寄存器是空闲的。即使知道了寄存器的分配情况也还不够，有些底层操作，对寄存器的要求是固定的（比如in/out指令，就得使用al作为数据寄存器），万一那个固定的寄存器已经被占用了，咱们在使用前还得把它备份。

也许你觉得不难啊，我之前在c中使用了那些寄存器，我现在在内联汇编中用那些寄存器就先将其入栈备份，用完了再恢复，但是让用户自己保证数据的完整性会出大问题，万一漏掉一个寄存器，就完啦！！！，程序就不知道会运行到哪里，再说，运行中有大量的压栈操作，访问内存本身就比较慢，不如在编译阶段由编译器优化，直接分配给寄存器或用寄存器缓存，这样程序运行才更快。所以，这类事情还是交给编译器自己做这事才放心。

既然编译器不放心，那么这件事情就变成了如何将C代码中的变量编程汇编代码中的操作数，由于编译器无法预测用户的需求，所以编译器向用户提供了一个模板，让用户在模板中提出要求，其余工作他负责实现，这些用户提出的要求就是后面说的约束。

因此，内联汇编的格式也变了，感觉既不像C语言，也不像汇编语言，似乎是一种中间产物，不信您看。

asm [volatile] (“assembly code”:output : input : clobber/modify) 

和前面的基本内联汇编相比，扩展内联汇编在圆括号中变成了4部分，多了output、input和clobber/modify三项。其中的每一部分都可以省略，甚至包括assembly code。

assembly code：还是用户写入的汇编指令，和基本内联汇编一样。

output:用来指定汇编代码的数据如何输出给C代码使用。如果想将汇编运行结果存储到c变量中，就用此项指定输出的位置。output中每个操作数的格式为：

“操作数修饰符约束名” (c变量名)

其中的引号和圆括号不能少，操作数修饰符通常为等号’=‘。多个操作数之间用逗号’，'分隔。

input：用来指定C中数据如何输入给汇编使用，input中每个操作数的格式为：

“[操作数修饰符]约束名” (c变量名)

其中的引号和圆括号不能少，操作数修饰符为可选项。多个操作数之间用逗号’，'分隔。

clobber/modify：汇编代码执行后会破坏一些内存或寄存器资源，通过此项通知编译器，可能造成寄存器或内存数据的破坏，这样gcc就知道哪些寄存器或内存需要提前保护起来。

约束

上面所说的“要求”，在扩展内联汇编中称为“约束”，它所起的作用就是把C代码中的操作数（变量、立即数）映射为汇编中所使用的操作数，实际就是描述C中的操作数如何变成汇编操作数。这些约束的作用域是input和output部分，咱们看看这些约束是怎么体现的，约束分为四大类。

寄存器约束

寄存器约束就是要求gcc使用哪个寄存器，将input或者output中变量约束在某个寄存器中，常见的寄存器约束有

• a：表示寄存器eax/ax/al
• b：表示寄存器ebx/bx/bl
• c：表示寄存器ecx/cx/cl
• d：表示寄存器edx/dx/dl
• D：表示寄存器edi/di
• S：表示寄存器esi/si
• q：表示任意这4个通用寄存器之一：eax/ebx/ecx/edx
• r：表示任意这6个通用寄存器之一：eax/ebx/ecx/edx/esi/edi
• g：表示可以存放到任意地点（寄存器和内存）
• A：把eax和edx组合成64位整数
• f：表示浮点寄存器
• t：表示第1个浮点寄存器
• u：表示第2个浮点寄存器

我们来感受一下基本内联汇编和扩展内联汇编之间的区别

基本内联汇编

#include
int in_a=1,in_b=2,out_sum;
int main(){
	asm("pusha;\
		movl in_a,%eax;\
		movl in_b,%ebx;\
		addl %ebx,%eax;\
		movl %eax,out_sum;\
		popa;\
	");
    printf("%d\n",out_sum);
    return 0;
}

扩展内联汇编

#include 
int main(){
	int in_a=1,in_b=2,out_sum;
	asm("addl %%ebx,%%eax":"=a"(out_sum):"a"(in_a),"b"(in_b));
	printf("%d\n",out_sum);
}

编译链接执行可以打印字符串 3 。

同样是为加法指令提供参数，in_a和in_b是在input部分中输入的，用约束名a为c变量in_a指定了用寄存器eax，用约束名b为c变量in_b指定了用寄存器ebx。addl指令的结果存放到了寄存器eax中，在output中用约束名a指定了把寄存器eax的值存储到c变量out_sum中。output中的’='号是操作数类型修饰符，表示只写，其实就是out_sum=eax的意思。

通过对比我们发现他的功能确实强大了很多，我们只需要把数据往里面放，剩下的交给GCC。

内存约束

内存约束是要求gcc直接将位于input和output中的C变量的内存地址作为内联汇编代码的操作数，不需要寄存器做中转，直接进行内存读写，也就是汇编代码的操作数是C变量的指针。

• m:表示操作数可以使用任意一种内存形式。
• o:操作数为内存变量，但访问它是通过偏移量的形式访问，即包含offset_address的格式。

我们依旧是举个例子

#include
int main(){
	int in_a=1,in_b=2;
	asm("movb %b0, %1;"::"a"(in_a),"m"(in_b));
	printf("%d\n",in_b);
}

编译运行一下

gcc -m32 -o in.bin in.c
./in.bin

我们发现控制台可以输出 1

立即数约束

立即数即常数，此约束要求gcc在传值的时候不通过内存和寄存器，直接作为立即数传给汇编代码。由于立即数不是变量，只能作为右值，所以只能放在input中。

• i：表示操作数为整数立即数
• F：表示操作数为浮点数立即数
• I：表示操作数为0～31之间的立即数
• J：表示操作数为0～63之间的立即数
• N：表示操作数为0～255之间的立即数
• O：表示操作数为0～32之间的立即数
• X：表示操作数为任何类型

立即数为节约篇幅，后面将立即数约束同其他约束一起演示，这里没有单独样例。

通用约束

0～9：此约束只用在input部分，但表示可与output和input中第n个操作数用相同的寄存器或内存。

占位符

为方便对操作数的引用，扩展内联汇编提供了占位符，它的作用是代表约束指定的操作数（寄存器、内存、立即数），我们更多的是在内联汇编中使用占位符来引用操作数。

符号占位符

序号占位符是对在output和input中的操作数，按照它们从左到右出现的次序从0开始编号，一直到9，也就是说最多支持10个序号占位符。

操作数用在assembly code中，引用它的格式是%0～9。在操作数自身的序号前面加1个百分号’%'便是对相应操作数的引用。一定要切记，占位符指代约束所对应的操作数，也就是在汇编中的操作数，并不是圆括号中的C变量。

我们举个例子

asm("addl %%ebx, %%eax":"=a"(out_sum):"a"(in_a),"b"(in_b));

等价于

asm("addl %2, %1":"=a"(out_sum):"a"(in_a),"b"(in_b)); 

"=a"(out_sum)序号为0，%0对应的是eax。

"a"(in_a)序号为1，%1对应的是eax。

"b"(in_b)序号为2，%2对应的是ebx。

由于扩展内联汇编中的占位符要有前缀%，为了区别占位符和寄存器，只好在寄存器前用两个%做前缀啦，这就是为什么本例中寄存器前面要有两个%做前缀的原因。

占位符所表示的操作数默认情况下为32位数据。指令的操作数大小并不一致，有的指令操作数大小是32位，有的是16位，有的是8位。当为这些指令提供操作数时，编译器会自动取32位数据的低16位给需要16位操作数的指令，取32位的低8位给需要8位操作数的指令。由于32位数据中，高16位没法直接使用，所以对于16位操作数只能取32位中的低16位。但对于8位操作数就不一样了，尽管默认情况下会用低8位（0～7位）作为字节指令的操作数，但32位数据中能直接使用的字节不只是低8位，还有第8～15位。拿32位的寄存器eax举例，其常用的部分是eax、ax、al（高16位没法直接用）。有些指令的操作数是字，所以用ax做操作数即可。有些指令操作数是字节，用al或ah都可以，默认情况下会将al当作操作数。这时候我们可以在%和序号之间插入字符’h’来表示操作数为ah（第8～15位），或者插入字符’b’来表示操作数为al（第0～7位）。

举个例子

#include 
int main() {
	int in_a = 0x12345678, in_b = 0;
	
	asm("movw %1, %0;":"=m"(in_b):"a"(in_a)); 
	printf("word in_b is 0x%x\n", in_b); 
	in_b = 0;
	
	asm("movb %1, %0;":"=m"(in_b):"a"(in_a)); 
	printf("word in_b is 0x%x\n", in_b); 
	in_b = 0;
	
	asm("movb %h1, %0;":"=m"(in_b):"a"(in_a)); 
	printf("word in_b is 0x%x\n", in_b); 
	
	return 0;
}

我们编译链接的时候报了异常

in.c: Assembler messages:
in.c:5: Warning: using `%ax' instead of `%eax' due to `w' suffix
in.c:9: Warning: using `%al' instead of `%eax' due to `b' suffix

可见其非常智能哈，执行一下得到结果

word in_b is 0x5678     # 传入一个字，默认低16位
word in_b is 0x78       # 传入一个字节，默认低8位al
word in_b is 0x56       # 传入一个字节，拉到高8位ah

名称占位符

名称占位符与序号占位符不同，序号占位符靠本身出现在output和input中的位置就能被编译器辨识出来。而名称占位序需要在output和input中把操作数显式地起个名字，它用这样的格式来标识操作数：

[名称]”约束名”（C变量）

我们举个例子

#include 
int main(){
	int in_a = 18,in_b=3,out=0;
    asm("divb %[divisor];movb %%al,%[result]"\
       :[result]"=m"(out)\
       :"a"(in_a),[divisor]"m"(in_b)\
       );
    printf("result is %d\n",out);
    return 0;
}

编译执行结果为6，当然这没什么说的。 可以看到第4行除法指令divb可以通过%[divisor]引用除数所在的内存，进行除法运算，个人认为没有符号占位符方便，毕竟起名称是程序员最难得工作。无论是哪种占位符，它都是指代C变量经过约束后、由gcc分配的对应于汇编代码中的操作数，和C变量本身无关。这个操作数就是通过约束名所指定的寄存器、内存、立即数等，最终编译器要将占位符转换成这三种操作数类型之一。

操作数类型修饰符

在约束中还有操作数类型修饰符，用来修饰所约束的操作数：内存、寄存器，分别在ouput和input中有以下几种。

在output中有三种

=：表示操作数是只写，相当于为output括号中的C变量赋值，如=a(c_var)，此修饰符相当于c_var=eax。

+：表示操作数是可读写的，告诉gcc所约束的寄存器或内存先被读入，再被写入。

&：表示此output中的操作数要独占所约束（分配）的寄存器，只供output使用，任何input中所分配的寄存器不能与此相同。注意，当表达式中有多个修饰符时，&要与约束名挨着，不能分隔。

在input中有一种

%：该操作数可以和下一个输入操作数互换。

clobber/modify

这一部分是扩展内联汇编的最后一部分，这部分用于通知gcc，我们修改了哪些寄存器或内存。

由于我们在C程序中嵌入了一些汇编代码，所以这必然会造成一些资源的破坏，本来人家C代码翻译之后也要用到寄存器，突然来了一堆抢寄存器的汇编指令，从c跳到汇编，再从汇编跳到C的过程可能会导致之前在寄存器中的信息消失，或者保存在内存中的信息消失，所以我们得让GCC知道我们改变了那些寄存器或内存

如果在output和input中通过寄存器约束指定了寄存器，GCC必然会知道这些寄存器会被修改，所以需要在这个单独的部分通知的寄存器一定是没在之前出现过的。

也许您会认为，牵扯到修改寄存器或内存的部分，只差assembly code了，这部分GCC可以自己扫描一下啊，为什么要我们显式的指出呢，问题是GCC能扫描到明处的指令，我使用了哪个寄存器，但是暗处的他就无能为力了，比如在汇编中调用了一个函数，该函数内部会修改一些资源，或者该函数中又调用了其他函数，这保不准在哪一层调用有修改资源的代码，简直无法跟踪（不过也说不定，万一以后GCC会有强大的前后文联系能力与推理能力呢）。所以必须我们显式的告诉GCC我们动了那些资源，这个资源就是寄存器和内存。

只要在clobber/modify部分明确写出来就行了，记得要用双引号把寄存器名称引起来，多个寄存器之间用逗号’，‘分隔，这里的寄存器不用再加两个’%'啦，只写名称即可，如：

asm("movl %%eax, %0;movl %%eax,%%ebx":"=m" (ret_value)::"bx") 

这里就指出了我们使用了bx寄存器。

如果我们的内联汇编代码修改了标志寄存器eflags中的标志位，同样需要在clobber/modify中用”cc”声明。

如果我们修改了内存，我们需要在clobber/modify中”memory”声明。

使用memory的原因还有一个就是清除寄存器缓存，我们知道一个值被使用过了就是被缓存到寄存器缓存中，因为根据局部性原理，一个值被使用了就有很大概率还会被使用，缓存可以加快访问速度，但是我们这个值在内存中发生了改变时，还使用缓存中的值的话就会出问题，所以这个时候C语言有关键字 volatile ，他表示这个值不需要被缓存，直接去内存中读取，这就避免了这个问题，但汇编中的volatile是定义的宏 #define __volatile__ volatile这和C语言中的volatile不冲突。利用这个原理，不管变量的值是否会被编译器缓存到寄存器中，当我们需要绕过寄存器缓存，也就是希望读取到内存中最新的数据时，我们就可以在内联汇编中的clobber/modify部分用”memory”声明，通知编译器变量所在的内存数据变啦，这样它就会从内存再读取一次新数据啦。当然我们也可以在C语言中用volatile去修饰所定义的变量，但是变量多了就有些麻烦

扩展内联汇编之机器模式

在前面介绍序号占位符的时候，咱们已经引出了机器模式的内容：为了指定寄存器中的某部分，咱们引用了字符’h’和字符’b’，它们分别用来指定寄存器的第8～15位和低8位，这只是机器模式的用途之一。

比如寄存器约束a表示寄存器al、ax、eax，可以在序号占位符中增加前缀字符h和b来引用寄存器ah和al。不过这次我不想指定ah或al啦，如果我想指定ax或eax，怎么做？为了回答这个问题，咱们再举个例子

#include 
int main(){
	int in_a = 0x1234, in_b = 0;
	asm("movw %1,%0":"=m"(in_b):"a"(in_a));
	printf("in_b now is 0x%x\n",in_b);
}

这段代码很简单，目的是把in_a的低16位复制到in_b中。但是第四行中，变量in_a的约束时a,这表示由GCC把in_a的值分配给寄存器 AL、AX或EAX。这很模糊，到底GCC把in_a的值分配给了谁？之后的movw指令也很模糊，我们只能这样理解：movw指令将al、ax或eax中的2个字节复制到in_b所在的内存中。我们编译一下，报了异常

in.c: Assembler messages:
in.c:4: Warning: using `%ax' instead of `%eax' due to `w' suffix

他帮我们从ax寄存器换成了eax寄存器，但是在实际代码中我们并没有添加w，这说明默认情况下，GCC用占位符引用操作数的时候，根据指令操作数大小的不同，添加了适当的前缀。我们实验一下

#include 
int main(){
	int in_a = 0x1234, in_b = 0;
	asm("movw %w1,%0":"=m"(in_b):"a"(in_a));
	printf("in_b now is 0x%x\n",in_b);
}

这次编译的过程没报任何错误，这里的字符w是什么意思呢？这是我们新接触的控制字符。

w和h、b一样，都是操作码，用来指代某种机器模式类型。

我们看一下权威的解释

/* Meaning of CODE:
     L,W,B,Q,S,T -- print the opcode suffix for specified size of operand. 
     C -- print opcode suffix for set/cmov insn. 
     c -- like C, but print reversed condition 
     F,f -- likewise, but for floating-point. 
     O -- if HAVE_AS_IX86_CMOV_SUN_SYNTAX, expand to "w.", "l." or "q." otherwise nothing 
     R -- print embeded rounding and sae. 
     r -- print only sae. 
     z -- print the opcode suffix for the size of the current operand. 
     Z -- likewise, with special suffixes for x87 instructions. 
     * -- print a star (in certain assembler syntax) 
     A -- print an absolute memory reference. 
     E -- print address with DImode register names if TARGET_64BIT. 
     w -- print the operand as if it's a "word" (HImode) even if it isn't. 
     s -- print a shift double count, followed by the assemblers argument delimiter. 
     b -- print the QImode name of the register for the indicated operand. %b0 would print %al if operands[0] is reg 0. 
     w --  likewise, print the HImode name of the register. 
     k --  likewise, print the SImode name of the register. 
     q --  likewise, print the DImode name of the register. 
     x --  likewise, print the V4SFmode name of the register. 
     t --  likewise, print the V8SFmode name of the register. 
     g --  likewise, print the V16SFmode name of the register. 
     h -- print the QImode name for a "high" register, either ah, bh, ch or dh. 
     y -- print "st(0)" instead of "st" as a register. 
     d -- print duplicated register operand for AVX instruction. 
     D -- print condition for SSE cmp instruction. 
     P -- if PIC, print an @PLT suffix. 
     p -- print raw symbol name.
     X -- don't print any sort of PIC '@' suffix for a symbol. 
     & -- print some in-use local-dynamic symbol name. 

机器模式用在机器层面上指定数据的大小及格式，用我自己的理解是GCC支持内联汇编，由于各种约束均不能确切地表达具体的操作数对象，所以引用了机器模式，用来从更细的粒度上描述数据对象的大小及其指定部分。GCC根据不同的硬件平台，将机器模式定义在多个文件中，其中所有平台都通用的机器模式定义在gcc/machmode.def文件中，其他与具体平台相关的机器模式定义在自己的平台路径下。

其实我们只需要初步了解几个操作码就够了，寄存器按是否可单独使用，可分成几个部分，拿eax举例。

低部分的一字节：al
高部分的一字节：ah
两字节部分：ax
四字节部分：eax

h –输出寄存器高位部分中的那一字节对应的寄存器名称，如ah、bh、ch、dh。
b –输出寄存器中低部分1字节对应的名称，如al、bl、cl、dl。
w –输出寄存器中大小为2个字节对应的部分，如ax、bx、cx、dx。
k –输出寄存器的四字节部分，如eax、ebx、ecx、edx。

这一块就不深究了，深究也不会了