asm volatile內嵌彙編用法

帶有C/C++表達式的內聯彙編格式爲:

  __asm__ __volatile__("InSTructiON List" : Output : Input : Clobber/Modify);

每項概念說明:

1._asm_ 是GCC關鍵字asm的宏定義:#define __asm__  asm

__asm__  或asm用來聲明一個內聯彙編表達式,任何內聯彙編表達式都是以它開頭,必不可少。

2.Instruction list是彙編指令序列,可以爲空比如:__asm__ __volatile__(""); 或 __asm__ (""),都是完全正當的內聯彙編表達式,只不過這兩條語句沒有什麼意義。但是如:__asm__ ("":::"memory"),就有意義,它向GCC 聲明:“內存作了改動”,GCC 在編譯的時候,會將此因素考慮進去。

Instruction list中有多條指令時,可以將多條指令放在一對引號中,用;或\n將它們分開,如過一條指令放一對引號中,可以每條指令一行。即:(1)每條指令都必須被雙引號括起來 (2)兩條指令必須用換行或分號分開。如:

asm volatile("crc32 %%ebx, %%eax\n\t"
: "=a" (initval) : "b" (data), "a" (initval));
3. __volatile__是GCC 關鍵字volatile 的宏定義
#define __volatile__  volatile
 __volatile__或volatile 是可選的假如用了它,則是向GCC 聲明不答應對該內聯彙編優化,否則當 使用了優化選項(-O)進行編譯時,GCC 將會根據自己的判定決定是否將這個內聯彙編表達式中的指令優化掉

4. Output 用來指定內聯彙編語句的輸出
5.Input
Input 域的內容用來指定當前內聯彙編語句的輸進Input中,格式爲形如“constraint”(variable)的列表(逗號分隔)
6.Clobber/Modify
 有時候,你想通知GCC當前內聯彙編語句可能會對某些寄存器或內存進行修改,希看GCC在編譯時能夠將這一點考慮進往。那麼你就可以在Clobber/Modify域聲明這些寄存器或內存。這種情況一般發生在一個寄存器出現在"Instruction List",但卻不是由Input/Output操縱表達式所指定的,也不是在一些Input/Output操縱表達式使用"r"約束時由GCC 爲其選擇的,同時此寄存器被"Instruction List"中的指令修改,而這個寄存器只是供當前內聯彙編臨時使用的情況。
 例如:
  __asm__ ("mov R0, #0x34" : : : "R0");
  寄存器R0出現在"Instruction List中",並且被mov指令修改,但卻未被任何Input/Output操縱表達式指定,所以你需要在Clobber/Modify域指定"R0",以讓GCC知道這一點。
  由於你在Input/Output操縱表達式所指定的寄存器,或當你爲一些Input/Output操縱表達式使用"r"約束,讓GCC爲你選擇一個寄存器時,GCC對這些寄存器是非常清楚的——它知道這些寄存器是被修改的,你根本不需要在Clobber/Modify域再聲明它們。但除此之外, GCC對剩下的寄存器中哪些會被當前的內聯彙編修改一無所知。所以假如你真的在當前內聯彙編指令中修改了它們,那麼就最好在Clobber/Modify 中聲明它們,讓GCC針對這些寄存器做相應的處理。否則有可能會造成寄存器的不一致,從而造成程序執行錯誤。
  假如一個內聯彙編語句的Clobber/Modify域存在"memory",那麼GCC會保證在此內聯彙編之前,假如某個內存的內容被裝進了寄存器,那麼在這個內聯彙編之後,假如需要使用這個內存處的內容,就會直接到這個內存處重新讀取,而不是使用被存放在寄存器中的拷貝。由於這個 時候寄存器中的拷貝已經很可能和內存處的內容不一致了。
  這只是使用"memory"時,GCC會保證做到的一點,但這並不是全部。由於使用"memory"是向GCC聲明內存發生了變化,而內存發生變化帶來的影響並不止這一點。

 例如:
  int main(int __argc, char* __argv[])
  {
  int* __p = (int*)__argc;
  (*__p) = 9999;
  __asm__("":::"memory");
  if((*__p) == 9999)
  return 5;
  return (*__p);
  }
  本例中,假如沒有那條內聯彙編語句,那個if語句的判定條件就完全是一句空話。GCC在優化時會意識到這一點,而直接只天生return 5的彙編代碼,而不會再天生if語句的相關代碼,而不會天生return (*__p)的相關代碼。但你加上了這條內聯彙編語句,它除了聲明內存變化之外,什麼都沒有做。但GCC此時就不能簡單的以爲它不需要判定都知道 (*__p)一定與9999相等,它只有老老實實天生這條if語句的彙編代碼,一起相關的兩個return語句相關代碼。
  另外在linux內核中內存屏障也是基於它實現的include/asm/system.h中
  # define barrier() _asm__volatile_("": : :"memory")
  主要是保證程序的執行遵循順序一致性。呵呵,有的時候你寫代碼的順序,不一定是終極執行的順序,這個是處理器有關的。

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