C 代码如何调用汇编代码（例如优化的 strlen）？答案

【问题标题】：How does C code call assembly code (e.g. optimized strlen)?C 代码如何调用汇编代码（例如优化的 strlen）？
【发布时间】：2011-09-04 15:17:12
【问题描述】：

我经常阅读有关 C 编程语言中的某些函数如何通过用汇编语言编写来优化的内容。如果这句话听起来有点误导，让我道歉。

那么，我会说清楚：当您在 UNIX/C 系统上调用 strlen 之类的函数时，您调用的实际函数是用汇编编写的，这是怎么回事？你能以某种方式将汇编直接写入 C 程序还是外部调用情况？能够做到这一点是 C 标准的一部分，还是操作系统特定的东西？

【问题讨论】：

您需要的最重要的信息之一是描述您的 C 编译器如何将参数和返回地址传递给子例程。这称为该机器或处理器的“调用约定”。例如，在 x86 上通常使用堆栈传递参数和返回地址。这仅适用于可变参数函数，如果参数以从右到左的顺序压入堆栈，然后返回地址被压入。如果您编写汇编语言函数以期望这种堆栈布局（“激活记录”），那么唯一重要的......
...另外的实现是您的 asm 函数，一旦组装和链接，就会在您的程序代码段中分配一个地址。因此，您的 C 代码可能会将处理器的执行转移到您的 asm 函数的这个地址。那时，只要您的函数使用寄存器做正确的事情（必须为调用者保留一些寄存器，例如 EBP），知道如何在堆栈上查找参数和返回地址，并将其结果返回到正确的位置（ 32 位返回值在 x86 上的 EAX 中），那么没有什么会取消它。

标签： c unix assembly

【解决方案1】：

C 标准规定了每个库函数必须做什么，而不是如何实现。

几乎所有已知的 C 实现都被编译成机器语言。由 C 编译器/库的实现者决定他们如何选择实现像 strlen 这样的函数。他们可以选择用 C 语言实现它并将其编译成一个对象，或者他们可以选择用汇编语言编写它并将其组装成一个对象。或者他们可以以其他方式实现它。只要你调用strlen时得到正确的效果和结果就没有关系。

现在，碰巧的是，许多 C 工具集确实允许您编写内联汇编，但这绝对不是标准的一部分。任何此类功能都必须作为 C 标准的扩展。

【讨论】：

注意：如果像strlen这样的函数是用汇编而不是C编写的，通常是出于性能原因。

【解决方案2】：

最终编译的程序和汇编程序都是机器语言，所以它们可以互相调用。这样做的方法是让汇编代码使用与用 C 编写的程序相同的调用约定（准备调用的方法、准备参数等）。可以找到 x86 处理器的流行调用约定的概述@987654321 @。

【讨论】：

对于 x86 Agner Fogs optimization guide 也是一个有用的参考。

【解决方案3】：

许多（大多数？）C 编译器确实支持inline assembly，尽管它不是标准的一部分。也就是说，编译器并不一定需要支持任何此类事情。

首先，认识到汇编大多只是人类（半）可读的机器代码，而 C 最终还是机器代码。

“调用”一个 C 函数只是生成一组指令，这些指令根据一些已建立的调用约定准备寄存器、堆栈和/或其他一些与机器相关的机制，然后跳转到被调用函数的开头。

一个汇编代码块可以符合适当的调用约定，从而生成一个机器代码块，另一个最初用 C 编写的机器代码块能够调用。当然，反过来也是可以的。

调用约定、汇编过程和链接过程（将汇编生成的目标文件与 C 生成的目标文件链接）的细节在平台、编译器和链接器之间可能会有很大差异。适合您选择的平台的良好组装教程可能会涵盖这些细节。

我碰巧喜欢以 x86 为中心的 PC Assembly Tutorial，它专门针对接口汇编和 C 代码。

【讨论】：

【解决方案4】：

当 C 代码由 gcc 编译时，它首先被编译为汇编指令，然后再次编译为二进制的机器可执行文件。你可以通过指定-S来查看生成的汇编指令，如gcc file.c -S。

汇编程序代码只是通过了 C 到汇编程序编译的第一阶段，然后与从 C 编译的代码没有区别。

【讨论】：

在汇编中实现函数的一种方法是写一个空的C函数，用-S编译，然后直接编辑汇编文件。

【解决方案5】：

一种方法是使用内联汇编程序。这意味着您可以将汇编代码直接写入您的 C 代码中。具体语法是编译器特定的。例如，请参阅 GCC syntax 和 MS Visual C++ syntax。

【讨论】：

【解决方案6】：

您可以在 C 代码中编写内联汇编。其语法是高度特定于编译器的，但通常使用 asm 关键字。查看内联汇编以获取更多信息。

【讨论】：