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GCC内嵌汇编(mips)

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
-------------本文结束感谢您的阅读-------------
  • 本文作者: Winddoing
  • 本文链接: https://winddoing.github.io/post/55412.html
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