GCC内联汇编（2）GCC生成汇编代码简单实例

• 作者：柳大·Poechant（钟超）
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• 日期：July 8^th, 2012

1 准备示例

先看一个空的 main 函数会生成怎样的汇编代码。要注意的是我这里是在 Mac OS X 上进行的测试，编译器是 Apple’s version of GCC，实际上用的是 llvm-gcc。

[代码段-1]

int main() {
    return 0;
}

[命令行-1]

gcc -S main.c

生成的汇编如下（这里只截取主要部分，下同）：

[代码段-2]

Leh_func_begin1:
    pushq   %rbp
Ltmp0:
    movq    %rsp, %rbp
Ltmp1:
    movl    $0, -8(%rbp)
    movl    -8(%rbp), %eax
    movl    %eax, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    pop     %rbp
    ret
Leh_func_end1:

如果开启优化编译选项呢？一定会有一些变化吧。

[命令行-2]

gcc -S main.c -O3

[代码段-3]

Leh_func_begin1:
    pushq   %rbp
Ltmp0:
    movq    %rsp, %rbp
Ltmp1:
    xorl    %eax, %eax
    popq    %rbp
    pop     %rbp
    ret
Leh_func_end1:

是的，一些“废话”被优化掉了。

[代码段-4]

int main() {
    int a = 19, b = 100;
    return 0;
}

看下面的简单实例，声明两个整形变量，并赋以初值。

[命令行-3]

gcc -S main.c

生成的汇编代码如下。可以看到 a 代表的局部变量值 19 被压入栈中，位置是栈基址减去 12，b 代表的局部变量压入栈中，位置是栈基址减去 16，而返回值所使用的立即数 0 被放入栈基址减去 8。

[代码段-5]

Leh_func_begin1:
    pushq   %rbp
Ltmp0:
    movq    %rsp, %rbp
Ltmp1:
    movl    $19, -12(%rbp)
    movl    $100, -16(%rbp)
    movl    $0, -8(%rbp)
    movl    -8(%rbp), %eax
    movl    %eax, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    pop     %rbp
    ret
Leh_func_end1:

如果打开优化编译选项编译，则会把int a = 19, b = 100这句优化掉，从而与[代码段-3]一样。

2 内联汇编实例

int main(){
    int a = 19, b = 100;
    __asm__ (
        "addl %2, %1";
        : "=a"(a)
        : "a"(a), "b"(b)
        : "%eax", "%ebx"
    )
    return 0;
}

生成的汇编如下：

_main:
Leh_func_begin1:
    pushq   %rbp
Ltmp0:
    movq    %rsp, %rbp
Ltmp1:
    pushq   %rbx
    subq    $24, %rsp
Ltmp2:
    movl    $19, -20(%rbp) # 局部变量 a 的位置是栈基址减去 20
    movl    $100, -24(%rbp) # 局部变量 b 的位置是栈基址减去 24
    
    # 处理内敛汇编的入口
    movl    -20(%rbp), %eax
    movl    -24(%rbp), %ecx
    movl    %ecx, %ebx
    
    ## InlineAsm Start
    addl    %ebx, %eax;
    ## InlineAsm End
    movl    %eax, -20(%rbp) # 返回值放在指定的局部变量 a 中
    
    # 剩下的部分与前面的简单实例一样，就是处理返回值
    movl    $0, -16(%rbp)
    movl    -16(%rbp), %eax
    movl    %eax, -12(%rbp)
    movl    -12(%rbp), %eax
    popq    %rbx
    popq    %rbp
    ret 
Leh_func_end1:

#include <stdio h=""></stdio><stdio h=""><span class="keyword" style="font-weight: bold; ">int</span> main() {
    <span class="keyword" style="font-weight: bold; ">int</span> a = <span class="number" style="color: rgb(0, 136, 0); ">19</span>, b = <span class="number" style="color: rgb(0, 136, 0); ">100</span>;
    __asm__ (
        <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"addl %1, %0;"</span>
        : <span class="comment" style="color: rgb(136, 136, 136); ">//no output</span>
        : <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"a"</span>(a), <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"b"</span>(b)
        : <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"%eax"</span>, <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"%ebx"</span>
    );  
    <span class="keyword" style="font-weight: bold; ">return</span> <span class="number" style="color: rgb(0, 136, 0); ">0</span>;
}
</stdio>

_main:
Leh_func_begin1:
    pushq   %rbp
Ltmp0:
    movq    %rsp, %rbp
Ltmp1:
    pushq   %rbx
Ltmp2:
    # Immediate numbers
    movl    $19, -20(%rbp)
    movl    $100, -24(%rbp)
    
    # Input
    movl    -20(%rbp), %eax
    movl    -24(%rbp), %ecx
    movl    %ecx, %ebx
    
    ## InlineAsm Start
    addl %ebx, %eax;
    ## InlineAsm End
    
    # Note: no output
    
    # Similar to above examples
    movl    $0, -16(%rbp)
    movl    -16(%rbp), %eax
    movl    %eax, -12(%rbp)
    movl    -12(%rbp), %eax
    popq    %rbx
    popq    %rbp
    ret 
Leh_func_end1:

也间接证实了%0,%1,%2⋯⋯ 是从输出开始排序的，如果没有输出，就从输入开始排序。

另外使用m则可以表示memory，即变量是在内存中，而非寄存器中。如下示例：

#include <stdio h=""></stdio><stdio h=""><span class="keyword" style="font-weight: bold; ">int</span> main() {
    <span class="keyword" style="font-weight: bold; ">int</span> a = <span class="number" style="color: rgb(0, 136, 0); ">17</span>, b = <span class="number" style="color: rgb(0, 136, 0); ">100</span>;
    __asm__ (
        <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"addl %2, %1;"</span>
        : <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"=m"</span>(a)
        : <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"m"</span>(a), <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"b"</span>(b)
        : <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"memory"</span>, <span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"%ebx"</span>
    );  
    printf(<span class="string" style="color: rgb(136, 0, 0); ">"%d\n"</span>, a); 
    <span class="keyword" style="font-weight: bold; ">return</span> <span class="number" style="color: rgb(0, 136, 0); ">0</span>;
}
</stdio>

生成的汇编代码的主要部分如下：

movl    $17, -20(%rbp)
movl    $100, -24(%rbp)
movl    -24(%rbp), %eax
movl    %eax, %ebx

## InlineAsm Start
addl    %ebx, -20(%rbp)
## InlineAsm End

## 下面的部分同此前的所有代码段，略去

可以看到是直接加到操作上的，而非寄存器。

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