Linux GCC内嵌汇编基础知识

 

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(%n表示参数,n:数字)；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 %�xn //asm statement

　　movl %1, %�xn //asm statement

　　addl %2, %�xn //asm statement

　　movl %�x, %0n //...

　　popl %�x" //...

　　: "=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。