前面寫了三篇,是自我摸索三篇,摸著石頭過河,有些或許是錯誤的細節,不必在意! 今天我們直接用GCC編譯C語言程式碼,且在C語言裡面內嵌AT&T風格的彙編! 前三篇大家瞭解即可,我們重點放在內嵌彙編裡,簡單快捷舒服!

GCC支援在C/C++程式碼中嵌入彙編程式碼，這些彙編程式碼被稱作GCC Inline ASM——GCC內聯彙編。

這是一個非常有用的功能，有利於我們將一些C/C++語法無法表達的指令直接潛入C/C++程式碼中，另外也允許我們直接寫C/C++程式碼中使用匯編編寫簡潔高效的程式碼。其實為了裝逼和護城河!

gcc 編譯器支援 2 種形式的內聯 asm 程式碼：

基本 asm 格式：不支援運算元；

擴充套件 asm 格式：支援運算元；

1. 語法規則

asm [volatile] ("彙編指令")

所有指令，必須用雙引號包裹起來；

超過一條指令，必須用\n分隔符進行分割，為了排版，一般會加上\t；

多條彙編指令，可以寫在一行，也可以寫在多行；

關鍵字 asm 可以使用 asm 來替換；

volatile 是可選的，編譯器有可能對彙編程式碼進行最佳化，使用 volatile 關鍵字之後，告訴編譯器不要最佳化手寫的內聯彙編程式碼。

基本內聯彙編的格式是

__asm__ __volatile__("Instruction List");

可選風格有比較多種,不過測試了下就下面程式碼的風格支援得好,

每行彙編命令要加冒號和\N\T 確實麻煩. 不過可以使用軟體前後追加特定符號就行了.

下面是基本格式不支援運算元,它必須使用全域性變數,這限制太麻煩了



#include <stdio.h>




int a = 
1;


int b = 
2;


int c;





int 
main
()

{

    

asm 
volatile 
(

        
"movl a, %eax\n\t"

        
"addl b, %eax\n\t"

        
"movl %eax, c"

        );

    
printf(
"c = %d \n", c);

    
return 
0;

}

其實彙編內嵌相當於呼叫個 C函式而已, 不過這C函式是彙編函式而已





#
include 
<stdio.h>





int 
main
()

{

    
int data1 = 
1;

    
int data2 = 
2;

    
int data3;



    

asm 
volatile

    
(

        
"movl %%ebx, %%eax\n\t"

        
"addl %%ecx, %%eax"

        : 
"=a"(data3) : 
"b"(data1),
"c"(data2)

);




/*asm [volatile] ("彙編指令\n\t" : "輸出運算元列表" : "輸入運算元列表" : "改動的暫存器")*/


    
printf(
"data3 = %d \n", data3);

    
return 
0;

}

這裡必須使用擴充套件ASM格式,才能不使用全域性變數當作引數傳入彙編函式裡

所以彙編命令暫存器要多個%號 "movl %%ebx,%%eax" 把EBX的值覆蓋進 EAX 裡.

所有彙編命令結束後最後個小掛號前開始定義我們的函式引數
第一個冒開始是輸出引數 :"=a"(data3)
第二個冒號開始是輸入引數有多個引數用逗號分隔
第三個冒號是不要最佳化暫存器列表

其中 : "=a " (data3 ) 的 data3 是C的變數用小掛號保護起來, 前面的=A
叫做 "修飾符"

對輸出暫存器或記憶體地址提供額外的說明，包括下面4個修飾符：

+：被修飾的運算元可以讀取，可以寫入；

=：被修飾的運算元只能寫入；

%：被修飾的運算元可以和下一個運算元互換；

&：在行內函式完成之前，可以刪除或者重新使用被修飾的運算元；

其中A 使用暫存器的別名 "=a" 表示只能寫A的寄出器(EAX)
通俗講下面的叫約束

a: 使用 eax/ax/al 暫存器；

b: 使用 ebx /bx/bl 暫存器；

c: 使用 ecx/cx/cl 暫存器；

d: 使用 edx/dx/dl 暫存器；

r: 使用任何可用的通用暫存器；

m: 使用變數的記憶體位置；

b(data1)表示 data1變數的值複製到B寄出器裡

在內聯彙編程式碼中，沒有宣告“改動的暫存器”列表，也就是說可以省略掉(前面的冒號也不需要)；

使用佔位符來代替暫存器名稱

如果運算元有很多，那麼在內聯彙編程式碼中去寫每個暫存器的名稱，就顯得很不方便。佔位符有點類似於批處理指令碼中，利用 2...來引用輸入引數一樣，內聯彙編程式碼中的佔位符，從輸出運算元列表中的暫存器開始從 0 編號，一直編號到輸入運算元列表中的所有暫存器。



#
include 
<stdio.h>



int 
main
()

{

    
int data1 = 
1;

    
int data2 = 
2;

    
int data3;



    
asm(
        
"movl %1, %%eax\n\t"


        
"addl %2, %0"

        
 : 
"=r"
(data3) : 
"r"
(data1),
"r"
(data2)         );



    
printf(
"data3 = %d \n", data3);

    
return 
0;

}

%0 是輸入引數依次是兩個輸入引數 %1 %2

內聯彙編的C語言正常編譯就好了


[root@dsmart=>LINUX_ASM]
$gcc main_add.c -o main.add.exe

[root@dsmart=>LINUX_ASM]$./main.add.exe 

data3 = 3

我們可以檢視下GCC 彙編的程式碼

[root@dsmart=>LINUX_ASM]$gcc -S main_add.c -o main_add.asm[root@dsmart=>LINUX_ASM]$vim main_add.asm

下面是我們GCC把MAIN_ADD.C全部翻譯成了彙編程式碼,而我們重點的內嵌彙編用藍色註解#APP----#NOAPP 範圍內



        .file   
"main_add.c"


        .section        .rodata


.LC0:


        .string 
"data3 = %d \n"


        .text


        .globl  main


        .
type
   main, @
function


main:


.LFB0:


        .cfi_startproc


        pushq   %rbp


        .cfi_def_cfa_offset 16


        .cfi_offset 6, -16


        movq    %rsp, %rbp


        .cfi_def_cfa_register 6


        subq    
$16
, %rsp


        movl    
$1
, -4(%rbp)


        movl    
$2
, -8(%rbp)


        movl    -4(%rbp), %eax


        movl    -8(%rbp), %edx


#APP


# 9 "main_add.c" 1


        movl %eax, %eax


        addl %edx, %eax




# 0 "" 2


#NO_APP


        movl    %eax, -12(%rbp)


        movl    -12(%rbp), %eax


        movl    %eax, %esi


        movl    $.LC0, %edi


        movl    
$0
, %eax


        call    
printf


        movl    
$0
, %eax


        leave


        .cfi_def_cfa 7, 8


        ret


        .cfi_endproc


.LFE0:


        .size   main, .-main


        .ident  
"GCC: (GNU) 5.5.0"
   
                   .section        .note.GNU-stack,"",@progbits




裡面這段程式碼不是%1了,被具體替換成了寄出器名.






這段是C語言呼叫匯編函式進行引數壓棧操作,分別把引數1,2壓入棧底




        movl    $1, -4(%rbp)        movl    $2, -8(%rbp)        movl    -4(%rbp), %eax        movl    -8(%rbp), %edx


rsp : 
棧指標

暫存器，指向棧頂


rbp : 棧基址暫存器，指向棧底





返回引數:


        movl    %eax, -12(%rbp)        movl    -12(%rbp), %eax

把結果 壓入棧底 -12位置,然後出棧 把RBP棧的值 返回給EAX

好像這有點多餘

下面準備呼叫PRINTF函式
edi : 函式引數


rsi/esi : 函式引數


下面我們進行O3最佳化下看




[root@dsmart=>LINUX_ASM]$gcc main_add.c -S -O3 -o main_add.asm




程式碼確實少了些





        .file   
"main_add.c"

        .section        .rodata.str1.
1,
"aMS",@progbits,
1

.LC
0:

        .string 
"data3 = %d \n"

        .section        .text.unlikely,
"ax",@progbits

.LCOLDB1:

        .section        .text.startup,
"ax",@progbits

.LHOTB1:

        .p2align 
4,,
15

        .globl  main

        .type   main, @function

main:

.LFB11:

        .cfi_startproc

        subq    $8, %rsp

        .cfi_def_cfa_offset 
16

        movl    $2, %esi

        movl    $1, %eax


#APP


# 9 "main_add.c" 1

        movl %eax, %eax

        addl %esi, %esi






# 0 "" 2


#NO_APP

        movl    $.LC
0, %edi

        xorl    %eax, %eax

        call    
printf

        xorl    %eax, %eax

        addq    $8, %rsp

        .cfi_def_cfa_offset 
8

        ret

        .cfi_endproc

.LFE11:

        .size   main, .-main

        .section        .text.unlikely

.LCOLDE1:

        .section        .text.startup

.LHOTE1:

        .ident  
"GCC: (GNU) 5.5.0"

        .section        .note.GNU-stack,
"",@progbits
        
結果最佳化的不像人樣了,
volatile 也無法禁止最佳化內嵌彙編!

GCC 內聯彙編

1. 語法規則

使用佔位符來代替暫存器名稱

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