[ARM]内联汇编

内联汇编语法

语法

（1）asm

​ 这块直接写做

__asm__ 

​ 表示这是一段内联汇编。

（2）asm-qualifiers

​ 这里取值有三种 volatile , inline , goto:

​ volatile的意思是易变的、不稳定的，用来告诉编译器不要随便优化这段代码，否则可能出问题。比如汇编指令“mov r0, r0”，它把r0的值复制到r0，并没有实际做什么事情，你的本意可能是用这条指令来延时。编译器看到这指令后，可能就把它去掉了。加上volatile的话，编译器就不会擅自优化。

（3）AssemblerTemplate

​ 汇编指令，用双引号包含起来，每条指令用“\n”分开，比如：

"mov %0 , %1\n"
"add %0 , %1 ,%2\n"

**（4）OutputOperands **

​ 输出操作数，内联汇编执行时，输出的结果保存在哪里。格式如下，当有多个变量时，用逗号隔开：

[ [asmSymbolicName] ] constraint (cvariablename)

asmSymbolicName 是符号名 ，随便取，也可以不写

constraint表示约束，有如下常用取值：

constraint	描述
m	memory operand，表示要传入有效的地址，只要CPU能支持该地址，就可以传入
r	register operand，寄存器操作数，使用寄存器来保存这些操作数
i	immediate integer operand，表示可以传入一个立即数

cvariablename：C语言的变量名。

​ 示例1如下：

[result] "=r" (sum)

​ 它的意思是汇编代码中会通过某个寄存器把结果写入sum变量。在汇编代码中可以使用“%[result]”来引用它。

​ 示例2如下：

"=r" (sum)

​ 在汇编代码中可以使用“%0”、“%1”等来引用它，这些数值怎么确定后面再说。

（5）InputOperands

​ 入操作数，内联汇编执行前，输入的数据保存在哪里。格式如下，当有多个变量时，用逗号隔开：

[ [asmSymbolicName] ] constraint (cexpression)

​ asmSymbolicName是符号名，随便取，也可以不写。

​ constraint表示约束，参考上一小节，跟OutputOperands类似。

cexpression：C语言的表达式。

​ 示例1如下：

[a_val]"r"(a), [b_val]"r"(b)

​ 它的意思变量a、b的值会放入某些寄存器。在汇编代码中可以使用%[a_val]、%[b_val]使用它们。

​ 示例2如下：

"r"(a), "r"(b)

​ 它的意思变量a、b的值会放入某些寄存器。在汇编代码中可以使用%0、%1等使用它们，这些数值后面再说。

（6）Clobbers

​ 在汇编代码中，对于“OutputOperands”所涉及的寄存器、内存，肯定是做了修改。但是汇编代码中，也许要修改的寄存器、内存会更多。比如在计算过程中可能要用到r3保存临时结果，我们必须在“Clobbers”中声明r3会被修改。

​ 下面是一个例子：

: "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "memory"

​ 我们常用的是有“cc”、“memory”，意义如下：

Clobbers	描述
cc	表示汇编代码会修改“flags register”
memory	表示汇编代码中，除了“InputOperands”和“OutputOperands”中指定的之外， 还会读、写更多的内存

实践

​ （1）首先来分析一个累加汇编函数

int add(int a, int b)
{
     int sum;
     __asm__ volatile (
             "add %0, %1, %2"
             :"=r"(sum)
             :"r"(a), "r"(b)
             :"cc"
     );
     return sum;

根据上述的语法进行分解

(1)  __asm__			// 内联汇编
(2)  volatile			// 告诉编译器不能优化
(3)  add %0, %1, %2		// 汇编语句
(4)  "=r"(sum)			// %0 = sum
(5)  "r"(a), "r"(b)		 // %1 = a  %2 = b
(6)  "cc"				//加法可能改变 cpsr上的flag标志位

​ （2）进阶版， 已知 在ARMv8架构中 的异常等级分为 EL0,EL1,EL2,EL3 ，想从 EL0 通过 EL3 必须使用 “smc #0”指令

，并且需要配置 r0, r1 ,r2 ,r3 , r4 , r5这些寄存器充当传参，在EL3执行完相应的服务后会将返回值返回到寄存器r0，如何实现该功能？

​ 先分解条件

(1)  __asm__			// 内联汇编
(2)  volatile			// 告诉编译器不能优化
(3)  ldr r0 , =%[val0]
     ldr r1 , =%[val1]
     ldr r2 , =%[val2]
     ldr r3 , =%[val3]
     ldr r4 , =%[val4]
     ldr r5 , =%[val5]
     smc #0				
     mov %[result],r0    // 汇编语句
(4)  [result]"=r"(ret)	 // 输出赋值 
(5)  [val0]"r"(a0),[val1]"r"(a1),[val2]"r"(a2),[val3]"r"(a3),[val4]"r"(a4),[val5]"r"(a5)	//输入赋值
(6)  "r0"				// r0寄存器需要被修改

内联汇编

unsigned int smc(unsigned int a0, unsigned int a1, unsigned int a2, unsigned int a3, unsigned int a4, unsigned int a5)
{
    unsigned int ret;
    __asm__ volatile(
    		"ldr r0 , =%[val0]\n"
        	"ldr r1 , =%[val1]\n"
         	"ldr r2 , =%[val2]\n"
        	"ldr r3 , =%[val3]\n"
          	"ldr r4 , =%[val4]\n"
         	"ldr r5 , =%[val5]\n"
        	"smc #0\n"
  		    "mov %[result],r0\n"
        	:[result]"=r"(ret)
        	:[val0]"r"(a0),[val1]"r"(a1),[val2]"r"(a2),[val3]"r"(a3),[val4]"r"(a4),[val5]"r"(a5)
        	:"r0"
    );
    return ret;
}