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1. 内联汇编做了什么
在Linux内核中，我们时常见到内嵌汇编语言的函数，向这种在C语言函数内部嵌入汇编代码的做法我们称之为内联汇编。尽管现在的编译器对程序的优化都很优秀了，但在某些对效率要求较高的场合仍需要手动优化，我们暂时先不关心具体的内联汇编的规则，先来看看内联汇编是如何提高效率的。
1.1. 优化对比测试
测试环境：imx6ull 编译器：arm-linux-gnueabihf-gcc 反汇编：arm-linux-gnueabihf-objdump Makefile:
test: main.c
arm-linux-gnueabihf-gcc -o $@ $^
arm-linux-gnueabihf-objdump -D test > test.dis
clean:
rm test *.dis
1.1.1. 非内联汇编
写测试函数如下： main.c:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int a;
int b;
char *endptr;
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <val1> <val2>\n", argv[0]);
return -1;
}
a = (int)strtol(argv[1], NULL, 0);
b = (int)strtol(argv[2], NULL, 0);
printf("%d + %d = %d\n", a, b, add(a, b));
}
查看反汇编： 这是我们写的add函数：
00010404 <add>:
10404: b480 push {r7}
10406: b083 sub sp, #12
10408: af00 add r7, sp, #0
1040a: 6078 str r0, [r7, #4]
1040c: 6039 str r1, [r7, #0]
1040e: 687a ldr r2, [r7, #4]
10410: 683b ldr r3, [r7, #0]
10412: 4413 add r3, r2
10414: 4618 mov r0, r3
10416: 370c adds r7, #12
10418: 46bd mov sp, r7
1041a: f85d 7b04 ldr.w r7, [sp], #4
1041e: 4770 bx lr
然后在main函数中被调用：
00010420 <main>:
#...省略
10470: f7ff ffc8 bl 10404 <add>
#...省略
1.1.2. 内联汇编
写测试函数如下： main.c:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int add(int a, int b)
{
int sum;
__asm__ volatile (
"add %0, %1, %2"
:"=r"(sum)
:"r"(a), "r"(b)
:"cc"
);
return sum;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int a;
int b;
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <val1> <val2>\n", argv[0]);
return -1;
}
a = (int)strtol(argv[1], NULL, 0);
b = (int)strtol(argv[2], NULL, 0);
printf("%d + %d = %d\n", a, b, add(a, b));
return 0;
}
00010474 <add>:
10474: 1840 adds r0, r0, r1
10476: 4770 bx lr
然后在main函数中被调用：
00010404 <main>:
#...省略
10454: f000 f80e bl 10474 <add>
#...省略
1.2. 结论
可见，实现相同的功能，内联汇编add函数的指令相比纯C语言写的add函数大大简化，效率自然大大提高。
2. 语法规则
2.1. 内联汇编规则
asm [Qualifiers] (
``AssemblerTemplate``
: ``OutputOperands``
: ``InputOperands``
: ``Clobbers``
)
asm [Qualifiers] goto (
``AssemblerTemplate``
: /* No outputs. */
: ``InputOperands``
: ``Clobbers``
: ``GotoLabels``
)
2.2. 示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int test(int a, int b)
{
__asm__ goto (
"cmp %1, %0\n\t"
/* BLE指令：b比a小则跳转 */
"blt %l2"
: /* No outputs. */
: "r"(a), "r"(b)
: "cc"
: carry);
return 0;
carry:
return 1;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int a;
int b;
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <val1> <val2>\n", argv[0]);
return -1;
}
a = (int)strtol(argv[1], NULL, 0);
b = (int)strtol(argv[2], NULL, 0);
printf("test return is %d\n",test(a, b));
return 0;
}
2.3. imx6ull测试结果
BLE指令实现功能：b比a小则跳转
./test 1 2
test return is 0
./test 3 2
test return is 1
./test 2 2
test return is 0
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