GCC内嵌汇编(mips)

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以MIPS架构的汇编为主进行说明

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__asm__ __volatile__(
	"1: ll  %1, %2  # arch_read_lock    \n"
	"   bltz    %1, 1b              \n"
	"    addu   %1, 1               \n"
	"2: sc  %1, %0              \n"
	: "=m" (rw->lock), "=&r" (tmp)
	: "m" (rw->lock)
	: "memory");
  • 基本形式： __asm__ __volatile__("ssnop\n\t");

    ssnop: 空指令

汇编扩展以__asm__开头表示后面部分为汇编,__volatile__严禁将此处的汇编语句和其他语句进行重组优化，就是希望gcc不要修改我们这个部分。

构成

主要由四部分构成,之间以:分隔：

  1. instruction指令:每条指令之后最好使用"\n\t"结尾,这样在gcc产生汇编格式比较好.
  2. output operand输出:每个输出部分使用,分隔.”=”作为修饰符,”m”表示存放位置/约束符,()里面表示对应C程序值.
  3. input operand输入:这个部分和输出是一样的.
  4. clobber(装备):这个部分是告诉gcc在这条指令里面我们会修改什么值.

约束符

束符影响的内容包括:

whether an operand may be in a register
which kinds of register
whether the operand can be a memory reference
which kinds of address
whether the operand may be an immediate constant
which possible values it may have

约束符包括:

  • p 内存地址
  • m 内存变量
  • o 内存变量,但是寻址方式必须是偏移量的,就是基址寻址或者是基址变址寻址.
  • V 内存变量,但是寻址方式是非偏移量的.
  • r general寄存器操作数
  • i 立即操作数,内容在编译器可以确定.
  • n 立即操作数.有些系统不支持字(双字节)以外的立即操作数,这些操作数以n非i来表示.
  • E/F 浮点常数
  • g 内存操作数,整数常数,非genernal寄存器操作数
  • X 任何操作数
  • 0,1,2…9 和编号指定操作数匹配的操作数束符影响的内容包括

修饰符

修饰符包括:

  • = 操作数是write only的
  • + 操作数是可读可写的
  • & 常用于输出限定符,表示某个寄存器不会被输入所使用.
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__asm__ __volatile__(
"   .set    mips3               \n"
"   ll  %0, %1      # atomic_sub    \n"
"   subu    %0, %2              \n"
"   sc  %0, %1              \n"
"   .set    mips0               \n"
: "=&r" (temp), "+m" (v->counter)
: "Ir" (i));

实例

读取CP0 25号硬件计数寄存器的值

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int get_counter()
{
	int rst;

	__asm__ __volatile__(	/* mfc0 为取cp0 寄存器值的指令 */
	"mfc0	%0, $25\n\t"	/* %0 表示列表开始的第一个寄存器 */
	: "=r" (rst)		/* 告诉gcc 让rst对应一个通用寄存器 */
	);

	return rst;
}

“=r” 中，’=’ 为修饰符，表示该操作对象只写，一般用于修饰输出参数列表中。’r’ 表示任意一个通用寄存器

设置CP0 24号硬件计数寄存器的值

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unsigned int op = 0x80f;

__asm__ __volatile__(
"mtc0 %0, $24\n\t"
:				/* 没有输出，列表为空 */
:"r"(op)		/* 输入参数，告诉gcc 让op对应一个通用寄存器 */
);

重设后，读取CP0 24号寄存器的值

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unsigned int rst;
unsigned int op = 0x80f;

__asm__ __volatile__(
"mtc0	%1, $24\n\t"	/* %1 表示 op 对应的寄存器 */
"mfc0	%0, $25\n\t"	/* %0 表示 rst 对应的寄存器 */
: "=r" (rst)
: "r" (op)
);

输入输出参数列表，按先后顺序，从0开始编号, %0, %1。

解读开头汇编代码

读写锁中读锁上锁的汇编实现：

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__asm__ __volatile__(
	"1: ll  %1, %2  # arch_read_lock    \n"
	"   bltz    %1, 1b              \n"
	"    addu   %1, 1               \n"
	"2: sc  %1, %0              \n"
	: "=m" (rw->lock), "=&r" (tmp)
	: "m" (rw->lock)
	: "memory");

"=m" (rw->lock): 只写内存操作
"=&r" (tmp) : 只写的输出变量，使用一个通用寄存器
"memory": 告诉gcc编译，该指令会修改内存中的值

  1. 通过原子操作ll,将rw->lock读到tmp
  2. 加一：tmp = tmp + 1
  3. 通过原子操作sc,将tmp写入rw->lock

barrier

内存屏障：保证前后指令的执行顺序

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#define barrier() __asm__ __volatile__("": : :"memory")

file: include/linux/compiler-gcc.h

"memory"作为clobber部分另外一个作用是可以让在这条指令之后的指令,告诉gcc应该刷新内存状态.内存的状态可能发生修改,如果需要操作的话,需要重新把内存内容载入寄存器

参考

  1. MIPS GCC 嵌入式汇编
  2. GCC内嵌汇编