GCC内嵌汇编笔记

__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。

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。

• 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。

• 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eax
    • b 将输入变量放入ebx
    • c 将输入变量放入ecx
    • d 将输入变量放入edx
    • s 将输入变量放入esi
    • d 将输入变量放入edi
    • q 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(use long longs)
  • 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
• 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。