內聯匯編程序

『壹』 內聯匯編的GNU 匯編程序簡述

Linux 中使用的基本匯編程序語法。GCC（用於 Linux 的 GNU C 編譯器）使用 AT&T 匯編語法。下面列出了這種語法的一些基本規則。 asm ( assembler template
: output operands (optional)
: input operands (optional)
: list of clobbered registers
(optional)
);
本例中，匯編程序模板由匯編指令組成。輸入操作數是充當指令輸入操作數使用的 C 表達式。輸出操作數是將對其執行匯編指令輸出的 C 表達式。
內聯匯編的重要性體現在它能夠靈活操作，而且可以使其輸出通過 C 變數顯示出來。因為它具有這種能力，所以 asm 可以用作匯編指令和包含它的 C 程序之間的介面。
一個非常基本但很重要的區別在於 簡單內聯匯編只包括指令，而 擴展內聯匯編包括操作數。要說明這一點，考慮以下示例： { int a=10, b; asm (movl %1, %%eax; movl %%eax, %0; :=r(b) /* output */ :r(a) /* input */ :%eax); /* clobbered register */}
在上例中，我們使用匯編指令使 b 的值等於 a。請注意以下幾點：
b 是輸出操作數，由 %0 引用，a 是輸入操作數，由 %1 引用。 r 是操作數的約束，它指定將變數 a 和 b 存儲在寄存器中。請注意，輸出操作數約束應該帶有一個約束修飾符 =，指定它是輸出操作數。 要在 asm 內使用寄存器 %eax，%eax 的前面應該再加一個 %，換句話說就是 %%eax，因為 asm 使用 %0、%1 等來標識變數。任何帶有一個 % 的數都看作是輸入/輸出操作數，而不認為是寄存器。 第三個冒號後的修飾寄存器 %eax 告訴將在 asm 中修改 GCC %eax 的值，這樣 GCC 就不使用該寄存器存儲任何其它的值。 movl %1, %%eax 將 a 的值移到 %eax 中， movl %%eax, %0 將 %eax 的內容移到 b 中。 因為 b 被指定成輸出操作數，因此當 asm 的執行完成後，它將反映出更新的值。換句話說，對 asm 內 b 所做的更改將在 asm 外反映出來。

『貳』 C語言中如何調用匯編子程序給個例子講解下

C語言中可以通過內聯匯編調用匯編子程序。例如下面這個例子：

#include
int func(int a, int b) {
return a - b;
}

int main() {
//計算12-5
int a = 12, b = 5; //給定兩個數
int res; //用來記錄結果
__asm {
//內聯匯編
push b; //b壓棧
push a; //a壓棧，注意C中函數接受參數的時候入棧是反著的
call func; //調用函數func,返回值保存在eax里
mov res, eax; //將eax里的值賦給res
}
printf("%d\n", res); //輸出結果，得到7
return 0;
}

在這個例子中，內聯匯編代碼被嵌入到C語言程序中。首先，將變數b和a壓入棧中，然後調用函數func，調用完成後，返回值被保存在eax寄存器中。最後，將eax寄存器中的值賦給變數res。通過這種方式，可以在C語言程序中直接調用匯編子程序。

需要注意的是，內聯匯編的具體實現會根據不同的編譯器和平台有所差異。上述代碼使用了x86架構的匯編指令。在實際編寫內聯匯編代碼時，需要查閱對應編譯器和平台的文檔，以確保代碼的正確性和兼容性。

此外，內聯匯編的使用需要謹慎，因為它可能會降低代碼的可移植性和可讀性。在大多數情況下，使用高級語言提供的功能和庫函數足以完成大部分任務，除非有特定的性能需求或需要直接訪問硬體。

通過這個例子，我們可以看到如何在C語言程序中調用匯編子程序。內聯匯編提供了一種直接控制底層硬體的方式，但同時也帶來了復雜的語法和潛在的錯誤風險。因此，在實際開發中，應盡量避免過度依賴內聯匯編。

在編寫內聯匯編代碼時，還需要注意以下幾點：

1. 了解目標平台的匯編指令集。

2. 確保寄存器的使用符合編譯器的要求。

3. 保持代碼的簡潔和可讀性。

4. 進行充分的測試，確保代碼在不同環境下的正確性。

總之，內聯匯編是一種強大的工具，但在使用時需要小心謹慎。通過合理利用內聯匯編，可以優化程序性能，實現特定的硬體功能。

『叄』 嵌入式匯編（內聯匯編）

在 Linux 內核中，開發者經常會遇到需要嵌入匯編指令以提升效率或實現 C 語言無法直接完成的功能的場景。內聯匯編，即 GCC Inline ASM，是 GCC 中支持在 C 代碼中嵌入匯編指令的一種方式。本文旨在詳細介紹內聯匯編的基本語法與用法。

內聯匯編由四個部分組成：匯編語句、輸出部分、輸入部分、以及會被修改的部分。各部分之間以「:」分隔。匯編語句是必需的，其餘部分（輸出、輸入、修改）可選。如果使用了這些部分，但在未使用的部分前未放置「:」，則需用「:」空隔以保持語法一致性。

匯編語句是核心，其中「asm」是內聯匯編的關鍵詞，緊隨其後的是匯編指令，其格式與常規匯編語言指令相同。輸出部分用於指定執行完匯編代碼後目標操作數的約束條件，例如將結果存儲到特定寄存器或內存位置。輸入部分則指定開始執行匯編代碼時，輸入變數的寄存器存儲狀態。被修改的部分用於列出匯編語句執行過程中可能被改變的寄存器列表，以幫助編譯器正確處理寄存器狀態。

在匯編語句中引用操作數時，通常將操作數編號與「%」前綴結合使用，以指示該操作數在寄存器中的位置。例如，%0、%1 等表示寄存器的編號。數字加前綴「%」確保了代碼的清晰性和可讀性。

內聯匯編的示例解析如下：

1. **示例分析一**：`__asm__ __volatile__("movl %1,%0" : "=r" (result) : "m" (input));` 這里 `movl %1,%0` 指令將內存中的 `input` 值移動到寄存器 `%0`，並將其存儲到 `result` 變數中。`"=r"` 表示寄存器 `%0` 的值將被用於指令，並且指令執行後該寄存器的值會被存儲到 `result` 變數中。

2. **示例分析二**：`__asm__ __volatile__(LOCK "addl %1 %0" : "=m" (v->counter) : "ir" (i), "m" (v->counter));` 這段代碼通過匯編指令 `addl` 實現了原子性增加操作。`LOCK` 關鍵字確保了操作的原子性，防止其他 CPU 中斷。`"addl %1 %0"` 表示將寄存器中的 `i` 值加到 `v->counter` 的值上。`"ir" (i)` 指示 `i` 是直接操作數，而 `m" (v->counter)` 指示 `v->counter` 是內存單元。

3. **示例分析三**：`__asm__ __volatile__("rep ; movsl\n\t" "testb $2, %b4\n\t" "je 1f\n\t" "movsw\n" "1:\ttestb $1, %b4\n\t" "je 2f\n\t" "movsb\n" "2:");` 這段代碼用於復制內存內容，使用 `rep movsl` 指令進行復制操作，跳過已復制的數據塊，使用 `testb` 和 `je` 指令檢查剩餘數據塊數量，決定是否進行 `movsw` 或 `movsb` 指令的復制。

通過內聯匯編，開發者可以實現高性能的代碼片段，同時保持 C 語言的簡潔與易讀性。正確使用內聯匯編可以顯著提升程序的運行效率，尤其是在操作系統內核等對性能有極高要求的場景中。