__asm__
表示后面的代码为内嵌汇编,asm
是__asm__
的别名。__volatile__
表示编译器不要优化代码,后面的指令保留原样,volatile
是它的别名。括号里面是汇编指令。使用内嵌汇编,要先编写汇编指令模板,然后将C语言表达式与指令的操作数相关联,并告诉GCC对这些操作有哪些限制条件。示例:__asm__ __violate__ ("movl %1,%0" : "=r" (result) : "m" (input));
其中
movl %1,%0
是指令模板;%0
和%1
代表指令的操作数,称为占位符,内嵌汇编靠它们将C语言表达式与指令操作数相对应。指令模板后面用小括号括起来的是C语言表达式,本例中只有两个:result
和input
,他们按照出现的顺序分别与指令操作数%0
、%1
对应;注意对应顺序:第一个C表达式对应%0
;第二个表达式对应%1
,依次类推,操作数至多有10个,分别用%0
,%1
,…,%9
表示。 在每个操作数前面有一个用引号括起来的字符串,字符串的内容是对该操作数的限制或者说要求。result
前面的限制字符串是=r
,其中=
表示result
是输出操作数,r
表示需要将result
与某个通用寄存器相关联,先将操作数的值读入寄存器,然后在指令中使用相应寄存器,而不是result
本身,当然指令执行完后需要将寄存器中的值存入变量result
,从表面上看好像是指令直接对result
进行操作,实际上GCC做了隐式处理,这样我们可以少写一些指令。input
前面的r
表示该表达式需要先放入某个寄存器,然后在指令中使用该寄存器参加运算。- C表达式或者变量与寄存器的关系由GCC自动处理,我们只需使用限制字符串指导GCC如何处理即可。限制字符必须与指令对操作数的要求相匹配,否则产生的汇编代码将会有错,读者可以将上例中的两个
r
,都改为m
(m
表示操作数放在内存,而不是寄存器中),编译后得到的结果是:movl input, result
很明显这是一条非法指令,因此限制字符串必须与指令对操作数的要求匹配。例如指令
movl
允许寄存器到寄存器,立即数到寄存器等,但是不允许内存到内存的操作,因此两个操作数不能同时使用m
作为限定字符。 - 内嵌汇编语法如下:
__asm__(
汇编语句模板:
输出部分:
输入部分:
破坏描述部分)
共四个部分:汇编语句模板,输出部分,输入部分,破坏描述部分,各部分使用:
格开,汇编语句模板必不可少,其他三部分可选,如果使用了后面的部分,而前面部分为空,也需要用:
格开,相应部分内容为空。例如:__asm__ __volatile__("cli": : :"memory")
- 语法细节
- 汇编语句模板:汇编语句模板由汇编语句序列组成,语句之间使用
;
、\n
或\n\t
分开。指令中的操作数可以使用占位符引用C语言变量,操作数占位符最多10个,名称如下:%0
,%1
,…,%9
。指令中使用占位符表示的操作数,总被视为long
型(4个字节),但对其施加的操作根据指令可以是字或者字节,当把操作数当作字或者字节使用时,默认为低字或者低字节。对字节操作可以显式的指明是低字节还是次字节。方法是在%
和序号之间插入一个字母,b
代表低字节,h
代表高字节,例如:%h1
。 - 输出部分:输出部分描述输出操作数,不同的操作数描述符之间用逗号格开,每个操作数描述符由限定字符串和C语言变量组成。每个输出操作数的限定字符串必须包含
=
表示他是一个输出操作数。例如:__asm__ __volatile__("pushfl ; popl %0 ; cli":"=g" (x) )
描述符字符串表示对该变量的限制条件,这样GCC就可以根据这些条件决定如何分配寄存器,如何产生必要的代码处理指令操作数与C表达式或C变量之间的联系。
- 输入部分:输入部分描述输入操作数,不同的操作数描述符之间使用逗号格开,每个操作数描述符由限定字符串和C语言表达式或者C语言变量组成。示例如下:
- 例1:
__asm__ __volatile__ ("lidt %0" : : "m" (real_mode_idt))
; - 例2:
static inline void set_bit(int nr, volatile void *addr) { __asm__("btsl %1,%0":"=m" (addr):"Ir" (nr)); }
后例功能是将
*addr
的第nr
位设为1。第一个占位符%0
与C语言变量ADDR
对应,第二个占位符%1
与C语言变量nr
对应。因此上面的汇编语句代码与下面的伪代码等价:btsl nr, ADDR
,该指令的两个操作数不能全是内存变量,因此将nr
的限定字符串指定为Ir
,将nr
与立即数或者寄存器相关联,这样两个操作数中只有ADDR
为内存变量。
- 例1:
- 限制字符:限制字符有很多种,有些是与特定体系结构相关,此处仅列出常用的限定字符和i386中可能用到的一些常用的限定符。它们的作用是指示编译器如何处理其后的C语言变量与指令操作数之间的关系。限定符分类如下:
- 通用寄存器
a
将输入变量放入eaxb
将输入变量放入ebxc
将输入变量放入ecxd
将输入变量放入edxs
将输入变量放入esid
将输入变量放入ediq
将输入变量放入eax,ebx,ecx,edx中的一个r
将输入变量放入通用寄存器,即eax,ebx,ecx,edx,esi,edi之一A
把eax和edx合成一个64位的寄存器(uselong long
s)
- 内存
m
内存变量o
操作数为内存变量,但其寻址方式是偏移量类型,也即基址寻址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p
操作数是一个合法的内存地址(指针)
- 寄存器或内存
g
将输入变量放入eax,ebx,ecx,edx之一,或作为内存变量X
操作数可以是任何类型
- 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)i
立即数n
立即数,有些系统不支持除字以外的立即数,则应使用n
而非i
- 匹配
0
表示用它限制的操作数与某个指定的操作数匹配1
…9
也即该操作数就是指定的那个操作数,例如0
去描述%1
操作数,那么%1
引用的其实就是%0
操作数,注意作为限定符字母的0-9与指令中的%0
-%9
的区别,前者描述操作数,后者代表操作数。- & 该输出操作数不能使用过和输入操作数相同的寄存器操作数类型
=
操作数在指令中是只写的(输出操作数)+
操作数在指令中是读写类型的(输入输出操作数)
- 浮点数
f
浮点寄存器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,例如addl
的两个操作数可以交换顺序(当然两个操作数都不能是立即数)#
部分注释,从该字符到其后的逗号之间所有字母被忽略*
表示如果选用寄存器,则其后的字母被忽略
- 通用寄存器
- 破坏描述部分:破坏描述符用于通知编译器我们使用了哪些寄存器或内存,由逗号格开的字符串组成,每个字符串描述一种情况,一般是寄存器名;除寄存器外还有
memory
。例如:%eax
,%ebx
,memory
等。
- 汇编语句模板:汇编语句模板由汇编语句序列组成,语句之间使用