算法下午茶系列-重温汇编(5)[内联汇编(1)]
内联汇编的重要性体现在它能够灵活操作,而且可以使其输出通过 C 变量显示出来。因为它具有这种能力,所以 "asm" 可以用作汇编指令和包含它的 C 程序之间的接口。简单得说,内联汇编,就是可以让程序员在C语言中直接嵌入汇编代码,并与汇编代码交互C程序中的C表达式,享受汇编的高运行效率。
内联汇编的格式是直接在C代码中插入以下格式:
asm(
....
....
)
其中的"..."为汇编代码,比如下面例子中,在 result=a*b和printf("%d\n",result)之间插入一段汇编,
下面的这段汇编什么都不做,每个nop指令占用一个指令的执行时间
result=a*b; asm("nop\n\t" "nop\n\t" "nop\n\t" "nop");//4个nop指令,\n\t表示换行,然后加上TAB行首空,因为每个汇编指令必须在单独一行,需要换行,加上制表符是为了适应某些编译器的要求。 printf("%d\n",result);
可以很明显地看到:
汇编代码之间用“\n\t”间隔,并且每条汇编代码单独占用一行,共有4个nop指令,每个指令后的“\n\t”表示换行,然后加上TAB行首空,因为每个汇编指令必须在单独一行,需要换行,加上制表符是为了适应某些编译器的要求。
下面是一个完整的例子,内嵌的汇编完成对2个C程序定义的全局变量c和d的相加,并将相加结果存入全局变量addresult中:
#include <stdio.h> int c=10; int d=20; int addresult; int main(void){ int a=6; int b=2; int result; result=a*b; asm("nop\n\t" "nop\n\t" "nop\n\t" "nop");//4个nop指令,\n\t表示换行,然后加上TAB行首空,因为每个汇编指令必须在单独一行,需要换行,加上制表符是为了适应某些编译器的要求。 printf("%d\n",result); asm("pusha\n\t" "movl c,%eax\n\t" "movl d,%ebx\n\t" "add %ebx,%eax\n\t" "movl %eax, addresult\n\t" "popa");//使用全局C变量c和d printf("%d\n",addresult); return 0; }
编译上述代码
$ gcc -o test test.c
$ ./test
12
30
在汇编代码中可以直接使用变量名称操作C程序定义的全局变量,比如c、d和addresult就是全局变量:
"movl c,%eax\n\t"
"movl d,%ebx\n\t"
"movl %eax, addresult\n\t"
内联汇编部分如果不需要编译器优化( 优化可能破坏汇编代码的内部结构,因为汇编代码直接操作寄存器,而寄存器使用优化是编译器提供的功能), 可以在 "asm" 后使用关键字 "volatile"。
asm volatile(
....
....
)
如果程序必须与 ANSI C 兼容,则应该使用 __asm__ 和 __volatile__。
__asm__ __volatile__(
.........
.........
)
下面的代码和刚才代码功能一样,唯一的区别是不需要优化
#include <stdio.h> int c=10; int d=20; int addresult; int main(void){ int a=6; int b=2; int result; result=a*b; //ansi c标准的asm有其它用,所以用__asm__,__volatile__表示内联汇编部分不用优化(可以用volatile,但是ansi c不行),以防优化破坏内联代码组织结构 __asm__ __volatile__("nop\n\t" "nop\n\t" "nop\n\t" "nop");//4个nop指令,\n\t表示换行,然后加上TAB行首空,因为每个汇编指令必须在单独一行,需要换行,加上制表符是为了适应某些编译器的要求。 printf("%d\n",result); __asm__ __volatile__("pusha\n\t" "movl c,%eax\n\t" "movl d,%ebx\n\t" "add %ebx,%eax\n\t" "movl %eax, addresult\n\t" "popa");//使用全局C变量c和d printf("%d\n",addresult); return 0; }
如何在内联汇编中访问C程序的局部变量呢,请看下面这段代码
#include <stdio.h> int main(void){ //不使用全局变量,必须使用扩展GNU的asm //格式为:asm("汇编代码":输出位置:输入位置:改动的寄存器列表) //a为eax,ax,al;b为ebx等;c为ecx等;d为edx等;S为esi或si;D为edi或di //+读和写;=写;%如果必要,操作数可以和下一个操作数切换;&在内联函数完成之前,可以删除或重新使用操作数 int xa=6; int xb=2; int result; //ansi c标准的asm有其它用,所以用__asm__,__volatile__表示内联汇编部分不用优化(可以用volatile,但是ansi c不行),以防优化破坏内联代码组织结构 asm volatile( "add %%ebx,%%eax\n\t" "movl $2,%%ecx\n\t" "mul %%ecx\n\t" "movl %%eax,%%edx" :"=d"(result):"a"(xa),"b"(xb):"%ecx");//注意扩展方式使用2个%表示 printf("%d\n",result); return 0; }
这个例子完成这个计算:(xa+xb)*2=(6+2)*2=16
不使用全局变量与汇编代码交互,我们必须使用扩展GNU的asm ,格式为:
asm("汇编代码":输出位置:输入位置:改动的寄存器列表)
汇编代码中涉及寄存器部分的使用2个“%”,如:使用%%eax表示eax寄存器
输出位置、输入位置的特殊命名规则为:
a为eax,ax,al;b为ebx等;c为ecx等;d为edx等;S为esi或si;D为edi或di
+读和写
=写
%如果必要,操作数可以和下一个操作数切换
&在内联函数完成之前,可以删除或重新使用操作数
上述代码中,汇编代码部分为
输出位置、输入位置、改动的寄存器列表部分为:
:"=d"(result):"a"(xa),"b"(xb):"%ecx"
先来看汇编代码部分,使用双%号表示寄存器,比如:
"add %%ebx,%%eax\n\t"
关于输出位置、输入位置部分,可以这么理解:将变量与寄存器绑定,绑定后,对寄存器的操作就是对变量的操作。
:"=d"(result):"a"(xa),"b"(xb)
将result与寄存器edx绑定,xa与寄存器eax绑定,xb与寄存器ebx绑定。
%ecx属于需要改动的寄存器
上一篇: rmi 的hello world 例子