C 代码中嵌入汇编(ARM)

C 代码中嵌入汇编

而 C 中嵌入汇编代码由 gcc 编译器实现的，实现也非常简单，使用由编译器提供的 asm 或者 __asm__ 关键字即可,这两者没有任何区别，然后将需要执行的汇编指令使用("")包含起来即可，对应的汇编指令就会被执行。

我们来看看下面的嵌入汇编代码：

void func(void)
{
    ...
    asm("mov r1,r0");
    __asm__("mov r2,r1");
    ...
}

代码非常简单，将寄存器 r0 的值赋值给 r1，然后赋值给 r2。这是最简单的汇编指令，但是，通常情况下，这样的汇编代码没有产生输入输出的行为，也就对函数的执行不能做出正向的贡献。

事实上，在子程序的调用时，这种代码可能是有用的，因为在 arm 中 r0~r3 被用来传递参数和返回值。

之所以说正向的贡献是因为这种操作可能产生负面的影响，因为 r0~r2 寄存器很可能正在被程序的其它部分使用而在这里被意外地修改。

而更多地情况是，C 函数中调用汇编函数，是需要汇编指令进行一些特定的操作，然后在 C 函数中使用相应的操作结果，实现 C 和嵌入汇编代码的"交互"，这就需要使用到嵌入汇编的另一种表达形式：

asm(code : output operand list : input operand list : clobber list);

这种嵌入汇编的形式一共分为四个部分：

• code
• [attr]output operand list
• [attr]input operand list
• clobber list

output operand list：表示输出的操作数，通常是一个或者多个 C 函数中的变量。

input operand list：表示输入的操作数，通常是一个或者多个 C 函数中的变量，attr 部分表示操作数的属性，以字符串的形式提供，是必须的参数。

code：汇编的操作代码，一条或者多条指令，如果是多条指令，需要在指令间使用 隔开。与通用的汇编代码有一些不同：因为支持 C 变量的操作，所以在操作由第二、三部分提供的操作数时，使用 %n 来替代操作数。

clobber list：被破坏的列表，这部分我们放到后面讨论。

看下面的示例：

void func(void)
{
        int val1 = 111,val2 = 222;
        asm("mov %0,%1"
        :"+r"(val1)
        :"r"(val2)
        :);
        printf("val1 = %d
",val1);
}

先说结论：func 函数的输出结果为：

val1 = 222

显然，val1 的值原本是 111，val2 的值为 222，嵌入汇编指令部分实现了将 val2 的值赋值给 val1.

由上面对指令语法的描述进行分析：

• 输出操作数为 val1，属性为 "=r"。
• 输入操作数为 val2，属性为 "r"
• code 部分为 mov %1,%0, %0 表示输入输出列表中的第一个操作数，%1 表示操作数列表中提供的第二个操作数，以此类推，这条汇编指令很明显就是将第二个操作数(val2)赋值给第一个操作数(val1),所以最后的结果为 val1 = 222. 。
  code 中的操作数命名顺序为输出操作书列表递增，输入操作数列表递增，比如增加一个操作数的代码为： int val1 = 111,val2 = 222,val3=333; asm("mov %0,%2" :"+r"(val1) :"r"(val2),"r"(val3) :);

操作数属性值

在上述的示例中，输入操作数和输出操作数都会使用到 attr 字段，即操作数的属性，下面是其属性对应的列表：

 

• "=" 表示只写，通常用于所有输出操作数的属性
• "+" 表示读写，只能被列为输出操作数的属性，否则编译会报错。

在输出操作数中，必须指定其中一个。

 

 

从图中可以看出，除了最常应用到的 "r" 属性(使用通用寄存器处理操作数)，还有其他的很多特性，包括使用浮点寄存器 ("f")，或者使用立即数("I")等等，对于 arm 和 thumb 指令集也有较大的区别。

clobber list

接下来我们来讨论 asm 表达式的第四部分，也就是 clobber list，clobber 的意思为破坏，在这里的意思是：这段汇编指令将会破坏哪些寄存器的值。

这个问题看起来有点奇怪，嵌入汇编代码和 C 代码都是由 gcc 统一编译的，难道 gcc 不能分析出汇编代码中使用了哪些寄存器，而非要人为来指定？

答案还真就是这样，在目前的 gcc 设计中，编译分为4个过程：预编译、编译、汇编、链接。

其中，编译就是将 C 代码编译成汇编代码，而通用的汇编代码在这个过程是不会处理的，也就是说，嵌入汇编代码的解析只涉及到输入输出操作数的替换，对于不包含输入输出操作数的部分不会解析，所以在编译阶段，编译器不会知道嵌入汇编代码中静态地使用到哪些寄存器，而是自顾自地编译 C 代码，从而导致 C 代码和嵌入汇编代码操作到同一个寄存器，而出现错误。
比如下面的代码：

other

volatile表示告诉编译器不要做优化，保持asm code原样。

一条asm指令后面加 用来隔开两条asm指令

 from:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/362897071

获取ARM register value in C code

        unsigned long ttbr0_el1_val;
        unsigned long ttbr1_el1_val;

        asm ("mrs %0, ttbr0_el1" : "=r" (ttbr0_el1_val));
        asm ("mrs %0, ttbr1_el1" : "=r" (ttbr1_el1_val));

        pr_info("ttbr0_el1_val is %#lx.
", ttbr0_el1_val);
        pr_info("ttbr1_el1_val is %#lx.
", ttbr1_el1_val);

.long/.string

 .long表示在这个地址开辟一个long型的空间

.string表示在这个地址将源string存储到这个位置，会自动加上/0字符串结束符

#define __BUGVERBOSE_LOCATION(file, line)            
        .pushsection .rodata.str,"aMS",@progbits,1;    
    14472:    .string file;                    
        .popsection;                    
                                
        .long 14472b - 14470b;                
        .short line;

asm里label相减

如上面的14472b - 14470b，这个表示label所表示的地址相减