gcc基本的內聯匯編
基本的內聯匯編格式是__asm__ __volatile__("Instruction List");
_asm_
__asm__是gcc關鍵字asm的宏定義,用來申明一個內聯匯編表達式
_volatile_
如果用了它,則是向GCC 聲明不允許對該內聯匯編優化,否則當 使用了優化選項(-O)進行編譯時,GCC 將會根據自己的判斷決定是否將這個內聯匯編表達式中的指令優化掉。
Instruction List
Instruction List是匯編指令序列,他可以是空的,比如__asm__ __volatile__("");
當Instruction List中有多條指令的時候,
a. 可以在一對引號中列出全部指令;
__asm__("
movl $1,%eax
xor %ebx,%ebx
int $0x80
");
b. 可以將一條或幾條指令放在一對引號中,所有指令放在多對引號中。
當所有的指令放在一對引號中的時候,可以將每一條指令放在一行,
__asm__("movl %eax, %ebx"
"sti"
"popl %edi"
"subl %ecx, %ebx");
如果要將多條指令放在一行,必須用分號;或換行符\n(大多數情況下後還要跟一個\t)將這些指令分開。
__asm__("movl %eax, %ebx; sti\n\t"
"popl %edi; subl %ecx, %ebx");
帶有c/c++表達式的內聯匯編
帶有C/C++表達式的內聯匯編格式為:
__asm__ __volatile__("Instruction List" : Output : Input : Clobber/Modify);
它和基本內聯匯編的不同之處在於:它多了3個部分(Output,Input,Clobber/Modify)。在括號中的4個部分通過冒號(:)分開。另外基本內聯匯編要求寄存器前只能使用一個百分號(%),而帶有C/C++表達式格式則要求寄存器前必須使用兩個百分號(%%)。
Output
Output用來指定當前內聯匯編語句的輸出。
比如__asm__("movl %%cr0, %0": "=a" (cr0));
“=a”中字母a是寄存器EAX/AX/AL的縮寫,=表示作為當前內聯匯編的輸出
(cr0),括號內的部分是一個c/c++表達式,用來保存內聯匯編的輸出值
所以這裡最終寄存器EAX/AX/AL的值會輸出到cr0中。
Input
Input用來指定當前內聯匯編語句的輸入。
比如__asm__("movl %0, %%db7" : : "a" (cpu->db7));
“a“,這裡沒有=表示a是作為輸入的,內聯匯編執行結束後表達式cpu->db7的值會寫到字母a代表的寄存器中。
Operation Constraint
Operation Constraint有很多,寄存器約束,內存約束,立即數約束,通用約束等
Clobber/Modify
有時候,你想通知GCC當前內聯匯編語句可能會對某些寄存器或內存進行修改,希望GCC在編譯時能夠將這一點考慮進去。那麼你就可以在Clobber/Modify域聲明這些寄存器或內存。這種情況一般發生在一個寄存器出現在”Instruction List”,但卻不是由Input/Output操作表達式所指定的,也不是在一些Input/Output操作表達式使用”r”約束時由GCC 為其選擇的,同時此寄存器被”Instruction List”中的指令修改,而這個寄存器只是供當前內聯匯編臨時使用的情況。
例如
__asm__ ("mov R0, #0x34" : : : "R0");
寄存器R0出現在”Instruction List中”,並且被mov指令修改,但卻未被任何Input/Output操作表達式指定,所以你需要在Clobber/Modify域指定”R0”,以讓GCC知道這一點。
因為你在Input/Output操作表達式所指定的寄存器,或當你為一些Input/Output操作表達式使用”r”約束,讓GCC為你選擇一個寄存器時,GCC對這些寄存器是非常清楚的——它知道這些寄存器是被修改的,你根本不需要在Clobber/Modify域再聲明它們。但除此之外, GCC對剩下的寄存器中哪些會被當前的內聯匯編修改一無所知。所以如果你真的在當前內聯匯編指令中修改了它們,那麼就最好在Clobber/Modify 中聲明它們,讓GCC針對這些寄存器做相應的處理(因為這些寄存器在此內聯匯編中只是臨時使用,聲明他們,gcc在執行內聯匯編之前就會會保存這些寄存器的值,當內聯匯編執行完了之後再恢復這些寄存器的值)。否則有可能會造成寄存器的不一致,從而造成程序執行錯誤。
如果一個內聯匯編語句的Clobber/Modify域存在”memory”,聲明內存有變化,那麼GCC會保證在此內聯匯編之前,如果某個內存的內容被裝入了寄存器,那麼在這個內聯匯編之後,如果需要使用這個內存處的內容,就會直接到這個內存處重新讀取,而不是使用被存放在寄存器中的拷貝。因為這個 時候寄存器中的拷貝已經很可能和內存處的內容不一致了。
這只是使用”memory”時,GCC會保證做到的一點,但這並不是全部。因為使用”memory”是向GCC聲明內存發生了變化,而內存發生變化帶來的影響並不止這一點。