在内联 GNU 汇编器中获取字符串长度

我正在重新学习我在非常旧的 MS-DOS 机器上使用的汇编程序！

这是我对该函数应该是什么样子的理解。它编译但崩溃了SIGSEGV当试图把0xffffffff in ecx.

该代码在具有 32 位 Debian 9 的 VM 中运行。如有任何帮助，我们将不胜感激。

    int getStringLength(const char *pStr){

        int len = 0;
        char *Ptr = pStr;

        __asm__  (
            "movl %1, %%edi\n\t"
            "xor %%al, %%al\n\t"
            "movl 0xffffffff, %%ecx\n\t"
            "repne scasb\n\t"
            "subl %%ecx,%%eax\n\t"
            "movl %%eax,%0"
            :"=r" (len)     /*Output*/
            :"r"(len)       /*Input*/
            :"%eax"         /*Clobbered register*/


    );

        return len;
    }

使用GCC的内联汇编来学习汇编的问题在于，你花了一半的时间来学习gcc的内联汇编如何工作，而不是真正学习汇编。例如，我可以这样编写相同的代码：

#include <stdio.h>

int getStringLength(const char *pStr){

    int len;

    __asm__  (
        "repne scasb\n\t"
        "not %%ecx\n\t"
        "dec %%ecx"
        :"=c" (len), "+D"(pStr)     /*Outputs*/
        :"c"(-1), "a"(0)            /*Inputs*/
        /* tell the compiler we read the memory pointed to by pStr,
           with a dummy input so we don't need a "memory" clobber */
        , "m" (*(const struct {char a; char x[];} *) pStr)

    );

    return len;
}

查看编译器的asm输出在 Godbolt 编译器资源管理器上 https://gcc.godbolt.org/#g:!((g:!((g:!((h:codeEditor,i:(j:1,source:'%23include+%3Cstdio.h%3E%0A%0Aint+getStringLength(const+char+*pStr)%7B%0A%0A+++++int+len%3B%0A%0A+++++__asm__++(%0A+++++++++%22repne+scasb%5Cn%5Ct%22%0A+++++++++%22not+%25%25ecx%5Cn%5Ct%22%0A+++++++++%22dec+%25%25ecx%22%0A+++++++++:%22%3Dc%22+(len),+%22%2BD%22(pStr)%0A+++++++++:%22c%22(-1),+%22a%22(0)%0A%23if+0%0A+++++++++//+works+for+clang+(not+gcc)%0A+++++++++,+%22m%22(*pStr)%0A%23elif+1%0A+++++++++//+works+for+gcc+and+clang%0A+++++++++,+%22m%22+(*(const+struct+%7Bchar+a%3B+char+x%5B%5D%3B%7D+*)+pStr)%0A%23else%0A+++++++++//+nothing.++Works+only+for+ICC%0A%23endif%0A+++++)%3B%0A%0A+++++return+len%3B%0A%7D%0A%0Achar+buff%5B50%5D+%3D+%22hello+world%22%3B%0A%0Aint+foo()%0A%7B%0A++++buff%5B4%5D+%3D+0%3B+++++//+Can+be+optimized+away+if+the+compiler+doesn!'t+think+the+asm+reads+buff%5B4%5D%0A++++int+a+%3D+getStringLength(buff)%3B%0A++++buff%5B4%5D+%3D+1%3B+++++//+because+this+store+makes+the+%3D+0+store+%22dead%22.%0A%0A++++//printf(%22%25s:+%25d%5Cn%22,+buff,+a)%3B%0A++++return+a%3B%0A%7D'),l:'5',n:'0',o:'C%2B%2B+source+%231',t:'0')),k:33.46801346801348,l:'4',m:100,n:'0',o:'',s:0,t:'0'),(g:!((h:compiler,i:(compiler:g72,filters:(b:'0',commentOnly:'0',directives:'0'),options:'-xc+-std%3Dgnu11+-Wall+-O3+',source:1),l:'5',n:'0',o:'x86-64+gcc+7.2+(Editor+%231,+Compiler+%231)',t:'0')),k:33.198653198653204,l:'4',n:'0',o:'',s:0,t:'0'),(g:!((h:compiler,i:(compiler:clang400,filters:(b:'0',commentOnly:'0',directives:'0'),options:'-xc+-std%3Dgnu11+-Wall+-O3',source:1),l:'5',n:'0',o:'x86-64+clang+4.0.0+(Editor+%231,+Compiler+%232)',t:'0')),k:33.33333333333333,l:'4',n:'0',o:'',s:0,t:'0')),l:'2',m:100,n:'0',o:'',t:'0')),version:4。虚拟内存输入是棘手的部分：请参阅评论中的讨论和在海湾合作委员会邮件列表上 https://gcc.gnu.org/ml/gcc/2017-08/msg00120.html寻找最优化的方法来做到这一点，而且仍然是安全的。

将此与您的示例进行比较

1. 我不初始化len，因为 asm 将其声明为输出 (=c)。
2. 没有必要复制pStr因为它是一个局部变量。根据规范，我们已经被允许更改它（尽管因为它是const我们不应该修改它指向的数据）。
3. 没有理由告诉内联汇编放置Ptr in eax，只是让你的汇编将其移动到edi。我只是将值放入edi首先。请注意，由于值edi正在改变，我们不能仅仅将它声明为“输入”（根据规范，内联汇编不能改变输入的值）。将其更改为读/写输出可以解决此问题。
4. 不需要将 asm 设为 0eax，因为你可以让约束为你做这件事。作为一个附带的好处，gcc 将“知道”它在eax注册，并且（在优化版本中）它可以重用它（想想：检查 2 个字符串的长度）。
5. 我可以使用约束来初始化ecx也。如前所述，不允许更改输入值。但既然我定义了ecx作为输出，gcc 已经知道我正在更改它。
6. 由于 ecx、eax 和 edi 的内容均已显式指定，因此无需再破坏任何内容。

所有这些都使得代码（稍微）更短、更高效。

但这是荒谬的。你到底怎么知道这一切（我可以说“哎呀”吗？）？

如果目标是学习 asm，那么使用内联 asm 并不是最好的方法（事实上，我想说内联 asm 是一种bad idea https://gcc.gnu.org/wiki/DontUseInlineAsm在多数情况下）。我建议您将 getStringLength 声明为 extern 并将其完全编写在 asm 中，然后将其与您的 C 代码链接。

通过这种方式，您可以了解参数传递、返回值、保留寄存器（以及了解哪些寄存器必须保留以及可以安全地用作暂存器）、堆栈帧、如何将 asm 与 C 链接等等。这比了解内联汇编的官样文章更有用。