浅析gcc内嵌汇编

本文转自:luther(http://blog.chinaunix.net/u1/38994/showart_333001.html)
在Linux代码中很多地方都使用了这种形式的汇编语言,嵌入汇编程序的格式如下:
__asm__ __volatile__ (
asm statements
: outputs
: inputs
: registers-modified
);
asm statements是一组AT&T格式的汇编语言语句,每个语句一行,由\n分隔各行。所有的语句都被包裹在一对双引号内。其中使用的寄存器前面要加两个%%做前缀;转移指令多是局部转移,因此多使用数字标号。
inputs指明程序的输入参数,每个输入参数都括在一对圆括号内,各参数用逗号分开。每个参数前加一个用双引号括起来的标志,告诉编译器把该参数装入到何处。
可用的标志有:
“g”:让编译器决定如何装入它;
“a”:装入到ax/eax;
“b”:装入到bx/ebx;
“c”:装入到cx/ecx;
“d”:装入到dx/edx;
“D”:装入到di/edi;
“S”:装入到si/esi;
“q”:a、b、c、d寄存器等;
“r”:任一通用寄存器;
“i”:整立即数;
“I”:0-31 之间的立即数(用于32位移位指令);
“J”:0-63 之间的立即数(用于64 位移位指令);
“N”:0-255 ,之间的立即数(用于out 指令);
“n”:立即数,有些系统不支持除字以外的立即数,这些系统应该使用“n”而不是“i”;
“p”:有效内存地址;
“m”:内存变量;
“o”:操作数为内存变量,但是其寻址方式是偏移量类型,也即是基址寻址,或者是基址加变址寻址;
“V”:操作数为内存变量,但寻址方式不是偏移量类型;
“,”:操作数为内存变量,但寻址方式为自动增量;
“X”:操作数可以是任何类型;
“f”:浮点数;
“t”:第一个浮点寄存器;
“u”:第二个浮点寄存器;
“G”:标准的80387;
% :浮点常数,该操作数可以和下一个操作数交换位置;
“=”:输出;
“+”:既是输入又是输出;
“&”:改变其值之前写,分配一个独立的寄存器,使得函数返回值和该变量不因为重复使用同一个寄存器,出现数据覆盖;
“%”:与下一个操作数之间可互换;
“#”:忽略其后的字符,直到逗号;
“*”:当优先选择寄存器时,忽略下面的字符;
“0”~“9”:指定一个操作数,它既做输入又做输出。通常用“g”;
outputs指明程序的输出位置,通常是变量。每个输出变量都括在一对圆括号内,各个输出变量间用逗号隔开。每个输出变量前加一个标志,告诉编译器从何处输出。
可用的标志与输入参数用的标志相同,只是前面加“=”。如“=g”。输出操作数必须是左值,而且必须是只写的。如果一个操作数即做输出又做输入,那么必须将它们分开:一个只写操作数,一个输入操作数。输入操作数前加一个数字限制(0~9),指出输出操作数的序号,告诉编译器它们必须在同一个物理位置。两个操作数可以是同一个表达式,也可以是不同的表达式。
registers-modified告诉编译器程序中将要修改的寄存器。每个寄存器都用双引号括起来,并用逗号隔开。如“ax”。如果汇编程序中引用了某个特定的硬件寄存器,就应该在此处列出这些寄存器,以告诉编译器这些寄存器的值被改变了。如果汇编程序中用某种不可预测的方式修改了内存,应该在此处加上“memory”。这样以来,在整个汇编程序中,编译器就不会把它的值缓存在寄存器中了。
如:
“cc”:你使用的指令会改变CPU的条件寄存器cc;
“memory”:你使用的指令会修改内存;

__volatile__是可选的,它防止编译器修改该段汇编语句(重排序、重组、删除等)。
输入参数和输出变量按顺序编号,先输出后输入,编号从0开始。程序中用编号代表输入参数和输出变量(加%做前缀)。
输入、输出、寄存器部分都可有可无。如有,顺序不能变;如无,应保留“:”,除非不引起二意性。
看一个在C语言中使用at&t的嵌入汇编程序的例子,c语言中的3个int变量,一般会是三个内存地址。每个操作数的长度则要根据操作系统和编译器来决定,一般32位操作系统为32位,则每个操作数占用4个字节:
int i=0, j=1, k=0;
__asm__ __volatile__("
pushl %%eax\n               //asm statement
movl %1, %%eax\n            //asm statement
addl %2, %%eax\n            //asm statement
movl %%eax, %0\n            //...
popl %%eax"                 //...
: "=g" (k)                   //outputs                                                   
: "g" (i), "g" (j)           //inputs
: "ax", "memory"             //registers modified
);   
按照参数编号原则输出参数参数k为%0,输入参数i和j依次为%1和%2。值得注意的是输出和输入标志都使用了"g",所以我们不必关心这些参数究竟是使用了寄存器还是内存操作数,编译器自己会决定。

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