目录

一、概述

二、内联汇编语法

1、内联汇编常规语法说明

①、 asm

② 、asm-qualifiers

③ 、AssemblerTemplate

④、 OutputOperands

⑤、 InputOperands

⑥ 、Clobbers

2、内联汇编中的earlyclobber

3、根据语法编写一个简单的add函数

总结

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一、概述

C语言在线编译工具：https://gcc.godbolt.org/

内联汇编是一种在高级编程语言（如C或C++）中直接嵌入汇编代码的技术。这种方法允许程序员在源代码中直接插入汇编指令，从而实现对底层硬件的更直接控制和优化。

• 内联汇编通常使用asm关键字将汇编代码嵌入到C/C++源代码中。

• 在GCC编译器中，内联汇编遵循AT&T语法，其中操作数的顺序是源操作数在前，目的操作数在后。

• 寄存器名称前有%前缀，如%eax。

• 可以使用C/C++变量和函数，并能通过汇编指令直接操作这些变量。

二、内联汇编语法

1、内联汇编常规语法说明

如下图

①、 asm

也可以写作“__asm__”，表示这是一段内联汇编。

② 、asm-qualifiers

有3个取值：volatile、inline、goto。

volatile的意思是易变的、不稳定的，用来告诉编译器不要随便优化这段代码，否则可能出问题。比如汇编指令“mov r0, r0”，它把r0的值复制到r0，并没有实际做什么事情，你的本意可能是用这条指令来延时。编译器看到这指令后，可能就把它去掉了。加上volatile的话，编译器就不会擅自优化。

③ 、AssemblerTemplate

汇编指令，用双引号包含起来，每条指令用“\n”分开，比如：

“mov %0, %1\n” “add %0, %1, %2\n”

④、 OutputOperands

输出操作数，内联汇编执行时，输出的结果保存在哪里。

格式如下，当有多个变量时，用逗号隔开：

[ [asmSymbolicName] ] constraint (cvariablename)

asmSymbolicName是符号名，随便取，也可以不写。

constraint表示约束，有如下常用取值：

constraint	描述
m	memory operand，表示要传入有效的地址，只要CPU能支持该地址，就可以传入
r	register operand，寄存器操作数，使用寄存器来保存这些操作数
i	immediate integer operand，表示可以传入一个立即数

constraint前还可以加上一些修饰字符，比如“=r”、“+r”、“=&r”，含义如下：

constraint Modifier Characters	描述
=	表示内联汇编会修改这个操作数，即：写
+	这个操作数即被读，也被写
&	它是一个earlyclobber操作数

cvariablename：C语言的变量名。

示例1如下：

[result] "=r" (sum)

它的意思是汇编代码中会通过某个寄存器把结果写入sum变量。在汇编代码中可以使用“%[result]”来引用它。

示例2如下：

"=r" (sum)

在汇编代码中可以使用“%0”、“%1”等来引用它。

⑤、 InputOperands

输入操作数，内联汇编执行前，输入的数据保存在哪里。

格式如下，当有多个变量时，用逗号隔开：

[ [asmSymbolicName] ] constraint (cexpression)

asmSymbolicName是符号名，随便取，也可以不写。

constraint表示约束，参考上一小节，跟OutputOperands类似。

cexpression：C语言的表达式。

示例1如下：

[a_val]"r"(a), [b_val]"r"(b)

它的意思变量a、b的值会放入某些寄存器。在汇编代码中可以使用%[a_val]、%[b_val]使用它们。

示例2如下：

"r"(a), "r"(b)

它的意思变量a、b的值会放入某些寄存器。在汇编代码中可以使用%0、%1等使用它们。

⑥ 、Clobbers

在汇编代码中，对于“OutputOperands”所涉及的寄存器、内存，肯定是做了修改。但是汇编代码中，也许要修改的寄存器、内存会更多。比如在计算过程中可能要用到r3保存临时结果，我们必须在“Clobbers”中声明r3会被修改。

下面是一个例子：

: "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "memory"

我们常用的是有“cc”、“memory”，意义如下：

Clobbers	描述
cc	表示汇编代码会修改“flags register”
memory	表示汇编代码中，除了“InputOperands”和“OutputOperands”中指定的之外， 还会会读、写更多的内存

2、内联汇编中的earlyclobber

OutputOperands的约束中经常可以看到“=&r”，其中的“&”表示earlyclobber，它是最难理解的。有一些输出操作数在汇编代码中早早就被写入了新值A，在这之后，汇编代码才去读取某个输入操作数，这个输出操作数就被称为earlyclobber(早早就被改了)。

这可能会有问题：假设早早写入的新值A，写到了r0寄存器；后面读输入操作数时得到数值B，也可能写入r0寄存器，这新值A就被破坏了。

核心原因就在于输出操作数、输入操作数都用了同一个r0寄存器。为什么要用同一个？因为编译器不知道你是earlyclobber的，它以为是先读入了所有输入操作数，都处理完了，才去写输出操作数的。按这流程，没人来覆盖新值A。

所以，如果汇编代码中某个输出操作数是earlyclobber的，它的constraint就要加上“&”，这就是告诉编译器：给我分配一个单独的寄存器，跟输入操作数用同一个寄存器。

比如现在有这段代码

反汇编如下：

为了避免这种问题，此时只需要在输出结果出加上"&"即可。这是告诉编译器，对于%0操作数它是earlyclobber的，不能跟其他操作数共用寄存器。

3、根据语法编写一个简单的add函数

int  add_asm1(int a, int b)
{int res;__asm__ volatile ("add %0, %1, %2":"=&r"(res):"r"(a), "r"(b):"cc");return res;
}

代码实现的就是把第1、2个操作数相加，存入第0个操作数。也就是把a、b相加，存入res。还可以使用另一种写法，在Linux内核中这种用法比较少见。

int  add_asm2(int a, int b)
{int res;__asm__ volatile ("add %[result], %[v1], %[v2]":[result]"=&r"(res):[v1]"r"(a), [v2]"r"(b):"cc");return res;
}

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总结

文章将C语言中的内联汇编的基本语法做了介绍，并说明一些参数的应用场景和注意事项。最后添加了一个函数例子来理解语法。