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GCC&&G++ C && C++ 内嵌汇编和调用汇编函数的方法(x86,ARM自己对照改)

#PS:要转载请注明出处,本人版权所有

#PS:这个只是 《 我自己 》理解,如果和你的

#原则相冲突,请谅解,勿喷

测试环境:
Linux 4.8.0-36-generic #36~16.04.1-Ubuntu SMP Sun Feb 5 09:39:57 UTC 2017 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
gcc:
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/lto-wrapper
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v –with-pkgversion=’Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4’ –with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-5/README.Bugs –enable-languages=c,ada,c++,java,go,d,fortran,objc,obj-c++ –prefix=/usr –program-suffix=-5 –enable-shared –enable-linker-build-id –libexecdir=/usr/lib –without-included-gettext –enable-threads=posix –libdir=/usr/lib –enable-nls –with-sysroot=/ –enable-clocale=gnu –enable-libstdcxx-debug –enable-libstdcxx-time=yes –with-default-libstdcxx-abi=new –enable-gnu-unique-object –disable-vtable-verify –enable-libmpx –enable-plugin –with-system-zlib –disable-browser-plugin –enable-java-awt=gtk –enable-gtk-cairo –with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-5-amd64/jre –enable-java-home –with-jvm-root-dir=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-5-amd64 –with-jvm-jar-dir=/usr/lib/jvm-exports/java-1.5.0-gcj-5-amd64 –with-arch-directory=amd64 –with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar –enable-objc-gc –enable-multiarch –disable-werror –with-arch-32=i686 –with-abi=m64 –with-multilib-list=m32,m64,mx32 –enable-multilib –with-tune=generic –enable-checking=release –build=x86_64-linux-gnu –host=x86_64-linux-gnu –target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 5.4.0 20160609 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4)

1 内嵌汇编格式和编译器息息相关,对于不同的编译器,有不同的内嵌规则,这里以gcc为例。(此外,基本的一些知识点,我这里就不重复说了,有需要可以去百度相关的东西,此文的面向读者为了解一些汇编知识的人,比如知道一些基本的寄存器等等)
2 gcc内嵌汇编格式,基本内嵌汇编寄存器等引用为%,带C&&C++的寄存器等引用为%%

__asm__ [__volatile__] ("instruction list");//基本内嵌汇编
__asm__ [__volatile__]("instruction list":Output:Input:Clobber/Modify);//带C&C++相关内容的内嵌汇编

3 以c=a+b为例

  • 在代码段中内嵌汇编

    根据第二节的第二种格式,一一对应,就知道,我把a给了ebx,b给了eax,求和后放入eax,把eax传给变量ret

int user_add1(int a, int b){

    int ret;
    __asm__ __volatile__("movl %2, %%eax;movl %1, %%ebx;addl %%ebx, %%eax;movl %%eax, %0"       
                :"=m"(ret)
                :"m"(a),"m"(b)
                :"eax","ebx","memory"
                );
    return ret;
}
  • 在代码中调用汇编子程序
    这里先开辟一个栈帧,然后读到两个传入参数a,b在栈中的位置,并放入寄存器,并对寄存器进行操作求和,函数返回值放在eax中
//xxx.c文件中
c=user_add(a+b);
//xxx.s文件中
.text
.globl  user_add
.type   user_add, @function
user_add:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -20(%rbp)
    movl    %esi, -24(%rbp)
    addl    %esi, %edi
    movl    %edi, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
  • 在内嵌汇编代码中调用汇编子程序

由于调用的时候,我先吧参数传给了eax,ebx,通过call,我直接对eax,ebx求和,得到结果

//xxx.c文件中
    int ret;
    __asm__ __volatile__("movl %2, %%eax;movl %1, %%ebx;call user_add2"     
                :"=a"(ret)
                :"m"(a),"m"(b)
                :"ebx","memory"
                );

//xxx.s文件中
.text
.globl  user_add2
.type   user_add2, @function
user_add2:
    addl %ebx,%eax
    ret

4 总结与分析

1 首先这是x86下面的汇编指令格式,如果是ARM或者MIPS等平台,请根据各自的指令格式进行修改。

2 这里需要注意的是,从这三种方式来看,前两种方式里面,我们必须要注意,在通过c的方式调用函数时,其参数的存放位置在哪里,参数的存放顺序,同时我们还必须知道gcc的默认调用约定是什么。这是极其重要的

第三种方式的调用的最简单粗暴的,但是可能会隐含一些问题,如果gcc没有帮你很好的保护现场,那么可能会出现程序崩溃的情况。

5 源代码和测试

//t.c
#include <stdio.h>
extern int  user_add(int a, int b);
extern int  user_add2(int a, int b);
int user_add1(int a, int b){

    int ret;
    __asm__ __volatile__("movl %2, %%eax;movl %1, %%ebx;addl %%ebx, %%eax;movl %%eax, %0"       
                :"=m"(ret)
                :"m"(a),"m"(b)
                :"eax","ebx","memory"
                );
    return ret;
}
int main(int argc, char *argv[]){


    int a = 6;
    int b = 3;

    printf("user_add1 sum(a+b)=%d\n",user_add1(a,b));

    printf("user_add sum(a+b)=%d\n",user_add(a,b));

    int ret;
    __asm__ __volatile__("movl %2, %%eax;movl %1, %%ebx;call user_add2"     
                :"=a"(ret)
                :"m"(a),"m"(b)
                :"ebx","memory"
                );
    printf("user_add2 sum(a+b)=%d\n",ret);
    return 0;
}

//t1.s

.text
.globl  user_add
.type   user_add, @function
user_add:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -20(%rbp)
    movl    %esi, -24(%rbp)
    addl    %esi, %edi
    movl    %edi, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc


.text
.globl  user_add2
.type   user_add2, @function
user_add2:
    addl %ebx,%eax
    ret

编译及运行效果:
GCC&&G++  C && C++ 内嵌汇编和调用汇编函数的方法(x86,ARM自己对照改)

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