如何将输入传递到扩展汇编中？

考虑这段代码，来自我的先前的问题 https://stackoverflow.com/questions/37955538/segfault-on-movq-instruction.

int main(){
    asm("movq $100000000, %rcx;"
            "startofloop: ; "
            "sub $0x1, %rcx; "
            "jne startofloop; ");
}

我想让循环的迭代次数成为一个 C 变量，所以我在阅读后尝试了以下操作这个文件 http://asm.sourceforge.net/articles/rmiyagi-inline-asm.txt.

int main(){                                      
    int count = 100000000;                       
    asm("movq %0, %rcx;"                         
            "startofloop: ; "                    
            "sub $0x1, %rcx; "                   
            "jne startofloop; ":: "r"(count));   
}                                                

不幸的是，这无法编译，并因以下错误而中断。

asm_fail.c: In function ‘main’:
asm_fail.c:3:5: error: invalid 'asm': operand number missing after %-letter
     asm("movq %0, %rcx;"
     ^
asm_fail.c:3:5: error: invalid 'asm': operand number missing after %-letter

将 C 变量的值传递到程序集中的正确方法是什么？

如果使用扩展的汇编器模板（带有输入、输出、破坏等的模板），那么您需要预先添加一个额外的%在模板内的寄存器名称上。%%rcx在这种情况下。这将解决与此错误相关的问题：

错误：'asm' 无效：% 字母后缺少操作数

这将带来一个新的问题。您将收到类似以下内容的错误：

“movq”的操作数类型不匹配

问题是"r"(count)输入约束告诉编译器应该选择一个包含以下值的寄存器count。由于计数被定义为inttype，它会选择一个32位寄存器。为了论证，假设它选择EAX。替换后，它会尝试生成以下指令：

movq %eax, %rcx

你不能使用movq将 32 位寄存器的内容移动到 64 位寄存器，从而出现错误。更好的选择是使用ECX作为目标，以便两者属于同一类型。修改后的代码如下所示：

asm("mov %0, %%ecx;"                         
    "startofloop: ; "                    
    "sub $0x1, %%ecx; "                   
    "jne startofloop; ":: "r"(count));

或者，您可以选择使用输入操作数"ri"(count)。这将允许编译器选择寄存器或立即值。在更高的优化级别上（-O1, -O2）在这种情况下可能会确定count保持不变（100000000）并生成如下代码：

mov $100000000, %ecx                         
startofloop:
sub $0x1, %ecx
jne startofloop

而不是被迫将 100000000 放入寄存器并将其复制到ECX它可以使用立即数来代替。

您的模板中的一个严重问题是您破坏了ECX but GCC对此一无所知。GCC实际上并没有解析模板内的指令来确定代码的作用。它不知道你已经被打败了ECX。编译器可能依赖ECX模板前后具有相同的值。如果销毁输出操作数中未引用的寄存器，则必须在破坏列表中显式列出它。像这样的事情会起作用：

asm("mov %0, %%ecx;"                         
    "startofloop: ; "                    
    "sub $0x1, %%ecx; "                   
    "jne startofloop; ":: "ri"(count) : "rcx");

Now GCC知道它不能依赖于中的值RCX模板执行前后的值相同。

您可以得到以下结果，而不是使用固定寄存器作为内部计数器：GCC选择可用的东西。这样做意味着我们不再需要破坏者了。您可以创建一个可用于计数的虚拟变量（临时变量）。为了避免这段代码被完全优化，我们可以使用volatile汇编器模板上的属性。当汇编器模板没有输出操作数时，不需要这样做。像这样的代码可以工作：

int count=100000000
int dummy;
asm volatile("mov %1, %0;"                         
    "startofloop: ; "                    
    "sub $0x1, %0; "                   
    "jne startofloop; ":"=rm"(dummy): "ri"(count));

The =rm输出约束表示该操作数可以使用内存位置或寄存器。将选择权交给编译器可以生成更好的代码。在优化级别-O1您可能会发现生成的代码如下所示：

mov    $0x5f5e100,%ebx
startofloop:
sub    $0x1,%ebx
jne    startofloop

在本例中，编译器选择使用立即操作数进行计数 ($0x5f5e100 = $100000000)。这dummy变量被优化到寄存器EBX.

您还可以使用其他技巧来改进模板。人们可以阅读有关扩展汇编器模板的更多信息GNU 文档 https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.5/gcc/Extended-Asm.html#Extended-Asm

您的代码似乎保留了变量中的值count。如果这不是要求count要在执行模板之前具有相同的值，您可以使用count对于输入和输出。该代码可能如下所示：

asm volatile("startofloop: ; "
    "sub $0x1, %0; "
    "jne startofloop; ":"+rm"(count): );

+rm意味着输出操作数也被用作输入操作数。在这种情况下count完成后应始终为零。

如果您使用GCC -S选项来输出生成的汇编代码，那么您可能希望更改模板以使输出看起来更干净。而不是使用;（分号）使用\n\t反而。这会将汇编器模板分解为多行并添加缩进。一个例子：

asm volatile("mov %1, %0\n\t"                         
    "startofloop:\n\t"                    
    "sub $0x1, %0\n\t"                   
    "jne startofloop\n\t":"=rm"(dummy): "ri"(count));

一般来说，除非别无选择，否则不应使用内联汇编器模板。将其编码为C并引导编译器输出您想要的汇编程序，或者在需要时使用编译器内在函数。内联汇编器应该作为最后的手段，或者如果你的家庭作业需要它。大卫·沃尔弗德写了一篇维基文章 https://gcc.gnu.org/wiki/DontUseInlineAsm就此主题而言。