Linux C语言内联汇编使用

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参考资料：《Linux内核完全剖析》，《新版汇编语言程序设计》，《Linux C编程一站式学习》

    最近要改个C语言算法的关键部分用汇编语言实现，Linux里嵌入汇编基本使用AT&T汇编，比如Linux系统的启动部分用的就是AT&T汇编 。以前学过AT&T汇编，但学过一段时间就忘了，但对Intel汇编基础比较熟悉，两者使用方法基本相似，所以对着Intel汇编，花点时间看AT&T汇编也就容易了。
下面看一下两者的区别，然后给出Linux语言中嵌入AT&T汇编的具体的例子。
一、AT&T汇编和Intel汇编主要区别
  1，两者源和目的操作数次序相反。 AT&T的源和目的是从左到右，并且其寄存器前要加“%”；Intel的是右到左，不需要加"%"。
    例如：AT&T: movl %ecx, %eax (ecx为源操作数，eax为目的操作数)
        Intel: mov dx, bx    (bx为源操作数，dx为目的操作数
  2,AT&T立即操作数前需要加"$";Intel的不用
    例如：AT&T:movl $2, %eax
        Intel:mov ax, 2
  3,AT&T中内存操作的长度由操作码最后一个字符来确定。"b","w","l"分别表示内存引用为1字节8位，2字节16位，4字节32位。
    Intel使用操作前缀byte ptr, word ptr, dword ptr
    例如：AT&T:movl %ecx, %eax
          Intel:mov al, byte ptr ttt

  这三点是最重要的区别，除此之外还有跳转/调用时不太一样。

二、嵌入汇编基本格式

  asm("汇编语句"
    "输出寄存器"
    "输入寄存器"
    "会被修改的寄存器"//告诉编译器在执行这条__asm__语句时这里指定的寄存器要被改写，所以在此期间不要用这里的寄存器保存其它值。
    )
 
  //asm.c
  #include <stdio.h>

  unsigned int LeftShift(unsigned int uiNumber, unsigned char iBits)
  {
      register unsigned int _res;
      __asm__("rol %1, %%eax;"
              :"=a" (_res)
              :"c" (iBits),"0"(uiNumber)
          );
 
      return _res;
  }

  int main(void)
  {
      unsigned int ret = 0;
 
      ret = LeftShift(4, 2);
      printf("1,ret:%u\n", ret);
 
      return 0;
  }

  [root@xxx asm_study]# gcc asm.c -o app
  [root@xxx asm_study]# ./app
  1,ret:16

  以上给出一个循环左移的例子，不关注循环左移指信rol本身，只关注AT&T汇编用法。
  首先定义了个寄存器变量_res，用其保存返回值。
  因为AT&T汇编使用寄存器，其前面需要带“%”，而在c语言中“%”是个特殊格式字符，所以需要两个百分号“%%”才最终表示一个“%”，这个和转义字符有点类似。
  :"=a"(_res)表示用寄存器eax的值输出给_res，用%0表示此寄存器，
  :"c" (iBits),"0"(uiNumber)，c表示输入寄器ecx，0表示使用上面的输出寄存器eax，所以ecx和eax分别保存iBits和uiNumber变量值。指令中的%1指寄存器ecx,所以其编号规则是从“输出寄器”开始从左到右，从上到下进行的。
  可以发现rol %1,%%eax其实可以直接写成：rol %1, %0

三、C语言版循环左移
  给出一个C语言版循环左移代码,有兴趣的朋友可以和上面的汇编版进行对比。
  //ori.c   
 unsigned int LeftShift2(unsigned int uiNumber, unsigned char iBits)
  {
      int i=0;
      unsigned int iret=uiNumber;
      unsigned int iR=0x01;
 
      for(i=0;i<iBits;i++)
      {
          iR=iret&0x80000000;
          iret=iret<<1;
          iR=iR>>31;
          iret=iret|iR;
      }
 
      return iret;
  }
  int main(void)
  {
      unsigned int ret = 0;
 
      ret = LeftShift2(4,2);
      printf("2,ret:%u\n", ret);
 
      return 0;
  }
  [root@xxx asm_study]# gcc ori.c -o app
  [root@xxx asm_study]# ./app
  2,ret:16

四、宏定义版汇编
  #define LeftShift(uiNumber, iBits) \
  ({\
    register unsigned int __res;\
    __asm__("rol %%cl, %%eax;" \
               :"=a"(__res)\
               :"c" (iBits),"a"(uiNumber));\
   __res;})
  和普通的汇编区别是每一行后面都要加"\",返回值写最后，如上面最后的__res。

五、c程序转变为汇编程序
  1,把*.c程序转变为AT&T格式汇编*.s
  [root@xxx asm_study]# gcc -S asm.c -o asm.s
  [root@xxx asm_study]# ls -al asm.s
  -rw-r--r-- 1 root root 1387 06-30 10:41 asm.s
 
  2,把*.c程序转变为Intel格式汇编*.s
  [root@xxx asm_study]# gcc -masm=intel test.c -o test.s
  当然，要想把c程序转为Intel汇编时，其中不能包含AT&T格式的汇编，否则无法转。