在不使用其他变量的情况下用 C++ 编写程序集

Question

我正在编写一个包含一些 asm 指令的简单 C++ 程序。

void call(){
    __asm__("mov    -0x10(%rbp),%eax;"
            "add    $0x10,%eax;"
            "mov    %eax,%edx;"
            "shr    $0x1f,%edx;"
            "add    %edx,%eax;"
            "sar    %eax;"
            "add    %eax,-0x4(%rbp);"
            "mov    $0x4c,%eax;"
            "mov    -0x8(%rbp),%eax;"
            "add    %eax,%eax;"
            "sub    -0x4(%rbp),%eax;"
            "add    %eax,-0xc(%rbp);");
}

但是，从执行行为中我意识到，这个 asm 体操作的寄存器实际上是被函数中的其他变量使用的。

是否可以调用编译器来隔离 asm 标签中使用的寄存器并确保它们不受影响？

操作系统：Linux 编译器：G++

也欢迎使用非编译器方法

Answer 1

作为一种非编译器方法：您可以使用pusha/popa 指令在执行您自己的程序集之前将所有寄存器推入堆栈，然后将它们全部弹出。

代码示例：

void callOne(){
    __asm__(
        "pusha;"
        "mov    -0x10(%rbp),%eax;"
        "add    $0x10,%eax;"
        "mov    %eax,%edx;"
        "shr    $0x1f,%edx;"
        "add    %edx,%eax;"
        "sar    %eax;"
        "add    %eax,-0x4(%rbp);"
        "mov    $0x4c,%eax;"
        "mov    -0x8(%rbp),%eax;"
        "add    %eax,%eax;"
        "sub    -0x4(%rbp),%eax;"
        "add    %eax,-0xc(%rbp);"
        "popa;");
}

Answer 2

内联汇编在很大程度上是特定于编译器的，大部分工作是编译器的细微差别，是的，您可以告诉编译器避免与 copmiled 代码使用的其他寄存器冲突和/或您可以与高级语言变量交互并提取那些进入内联汇编。但它非常特定于编译器。如果您想要汇编中的整个函数，那么只需制作一个汇编函数并避免编译器问题。一个简单的起点是在 C/C++ 中对函数进行原型设计，将其编译为 asm 或反汇编，然后将其用作 asm 函数的骨架。

Answer 3

asm() as defined in the standard 实际上只是一种使各个编译器能够将其实现的解决方案“插入”到语言中的方法。从标准的角度来看，asm() 中的任何内容都是“这里是龙”，没有进一步说明。

内联汇编的一个实现定义的解决方案是GCC's Extended ASM 语句（不太巧合地遵循asm() 形式），它允许（实际上，需要...）您指定哪些变量输入，哪些变量输出，哪些变量被破坏，从而允许编译器——否则它不知道你的 ASM 源代码做了什么——做“正确的事情”缓存值、优化等。

OSDev Wiki 对 GCC 的内联汇编语法有一些更容易理解的介绍，包括几个（与操作系统内核相关的）examples。

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Microsoft 有自己的 Inline Assembly 风格（而且，很典型，不 与 asm() 配合得很好，但坚持使用 __asm()，并且确实还坚持让您保存/恢复任何手动注册。