Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 1581485
  • 博文数量: 505
  • 博客积分: 1552
  • 博客等级: 上尉
  • 技术积分: 2524
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2007-09-23 18:24
文章分类

全部博文(505)

文章存档

2019年(12)

2018年(15)

2017年(1)

2016年(17)

2015年(14)

2014年(93)

2013年(233)

2012年(108)

2011年(1)

2009年(11)

分类:

2012-10-12 22:15:32

原文链接:http://comcat.blog.openrays.org/blog-htm-do-showone-tid-329.html

1. GCC 内嵌汇编的基本格式

asm("assembly code");

如:

    asm("syscall");     //触发一个系统调用


如果有多条指令,则需在指令尾部添加'\t'和'\n',如:

    asm("li     v0, 4011\t\n" "syscall");


括号里的字符串 GCC 前端不作分析,直接传给汇编器 as ,故而相联指令间需插入换行符。

'\t' 加入只为排版对齐一些而已,可以使用 gcc -S tst.c -o tst.s 查看生成的 tst.s

因为 GCC 并不对 asm 后括号中的指令作分析,故而如果指令修改一些的寄存器的值,GCC是
不知道的,这个会引入一些问题。

另外 asm 可以替换为 __asm__ ,效果等价。__asm__ 一般用于头文件中,防止关键字 asm
可能与一些变量、函数名冲突。    

内嵌汇编如何与 C 变量交换数据?


2. GCC 内嵌汇编扩展格式

asm (    
        "assembly code"
        : output_operand               /* 输出参数列表 */
        : input_operand                   /* 输入参数列表 */
        : clobbered_operand               /* 被改变的操作对象列表 */
    );


以一个例子来说明:

如果我们要读取CP0 25 号硬件计数寄存器的值,并返回之,可以这样:

int get_counter()
{
    int rst;

    asm(                                 /* mfc0 为取cp0 寄存器值的指令 */
        "mfc0     %0, $25\t\n"         /* %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。

由于我们只要取得一个值,故而只用到了输出列表。代码中也没修改一些寄存器的值gcc不知道,
(输出、输入列表中的寄存器gcc是知道的)故而被改变的操作对象列表亦可省去。

此处添加一个小例子(两个数相加):
#include
#include

int main(int argc,char ** argv)
{
    int a,b,c;

    a = 5;
    b = 6;
    c = 0;

//    c = a + b;
/*
%0 表示列表开始的第一个寄存器 即为 c
%1 表示列表开始的第二个寄存器 即为 a
%2 表示列表开始的第三个寄存器    即为 b
列表寄存器顺序为 c(0),a(1),b(2),从上往下数
"=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。
*/
    asm(
        "add %0,%1,%2"
        :"=r"(c)
        :"r"(a),"r"(b)
    );

    printf("%d + %d = %d \n",a,b,c);

    return 0;
}


如果我们要重设CP0 24 号硬件计数器之控制寄存器的值,则:

  unsigned int op = 0x80f;

    asm volatile(
                      "mtc0 %0, $24"
                      :                   /* 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 */
                  );


volatile 关键字表示让GCC优化生成代码时,不要移动、删除我们的汇编码。
另外 __volatile__与其含义相同,引入的目的与__asm__是一样的。


如果我们重设后,立即读取CP0 24号寄存器的值,则:

    unsigned int rst;
  unsigned int op = 0x80f;

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



如果我们要操作的对象位于存储器中,我们可以使用 'm' 来修饰输入输出参数,如:

unsigned short data[] = {
  0x0, 0x0, 0x0, 0x0,
  0x1, 0x3, 0x5, 0x7,
  0x1, 0x3, 0x5, 0x7,
};

void pmullh()
{
    asm volatile
      (
        ".set mips3\n\t"
        ".set noreorder\n\t"

        "ldc1 $f0, %1\n\t"               /* 取 data+4 处的四个数组元素值到 f0 中 */
        "ldc1 $f2, %2\n\t"               /* 对应输入列表的 *(data+8)     */
                                          /* %2 编译后会替换成类似 16($12) 的形式 */
                                         

        "pmullh $f2, $f2, $f0\n\t"     /* 按16位为单位数据相乘,取结果的低位 */

        "sdc1 $f2, %0\n\t"               /* 将结果写入data的前四个位置 */

        ".set reorder\n\t"
        ".set mips0\n\t"

        : "=m"(*data)
        : "m"(*(data+4)), "m"(*(data+8))
        : "$f0", "$f2", "memory"
      );
}


注意到使用'm'修饰的操作数,后面括号里跟的不是指针,而是开始的第一个元素值。
%0,%1, %2 依次对应输出列表的一个,输入列表的两个操作数,编译后会被gcc替换
成类似 0($12),8($12),16($12)的形式,其中$12置数组首地址,即: %0等价于0($12)

由于我们嵌入的代码改变了 $f0, $f2 的值,而他们不在输出、输入列表中,故而要将其陈列
于被改变操作数列表(clobbered operand list)中,以告诉gcc 我们改变了他们的值,以免gcc 误判。

因为代码中我们改变了内存中数据的值,如果此前gcc生成的代码读取了该内存处的值,并保
存于寄存器中的话,由于我们更新了这段数据,所以需要告诉gcc在后面要重新加载数据,这
个需要在被改变操作数列表中(clobbered operand list)写入 "memory"。

一个一次复制8个字节的小例子:
#include
#include
#include

void * 
my_memcopy(char * b,char *a)
{
    asm(
        "lw $8,%2\t\n"
        "lw $9,%3\t\n"
        "sw $8,%0\t\n"
        "sw $9,%1\t\n"
        :"=m"(*b),"=m"(*(b+4))
        :"m"(*a),"m"(*(a+4))
        :"$8","$9","memory"
    );

    printf("a: %s\nb: %s\n",a,b);
    return b;
}

int main(int argc,char ** argv)
{
    char *a,*b;

    a = "hello,world";
    b = malloc(sizeof(a));
    my_memcopy(b,a);
    printf("a: %s\nb: %s\n",a,b);
    b = NULL;
    free(b);

    return 0;
}


3. 修饰符

=     只写,常用于修饰所有输出操作数    
+     只读
&     只用于输出,一般和'='一起用,如:"=&r" (val)


4. 其他对输入、输出对象的操作符

可以参看gcc doc 之 5.36 节(Constraints for `asm' Operands)获取更多信息,下面列出MIPS 平台专用的操作符:

  `d'
      General-purpose integer register

  `f'
      Floating-point register (if available)

  `h'
      `Hi' register

  `l'
      `Lo' register

  `x'
      `Hi' or `Lo' register

  `y'
      General-purpose integer register

  `z'
      Floating-point status register

  `I'
      Signed 16-bit constant (for arithmetic instructions)

  `J'
      Zero

  `K'
      Zero-extended 16-bit constant (for logic instructions)

  `L'
      Constant with low 16 bits zero (can be loaded with `lui')

  `M'
      32-bit constant which requires two instructions to load (a
      constant which is not `I', `K', or `L')


  `N'
      Negative 16-bit constant

  `O'
      Exact power of two

  `P'
      Positive 16-bit constant

  `G'
      Floating point zero

  `Q'
      Memory reference that can be loaded with more than one
      instruction (`m' is preferable for `asm' statements)

  `R'
      Memory reference that can be loaded with one instruction (`m'
      is preferable for `asm' statements)

  `S'
      Memory reference in external OSF/rose PIC format (`m' is
      preferable for `asm' statements)


5. 32位下传递64位数据

  A. 读取:

  long long counter;
  asm(
        ".set mips3\n\t"
        "dmfc0 %M0, $25\n\t"
        "dsll   %L0, %M0, 32\n\t"
        "dsrl   %M0, %M0, 32\n\t"
        "dsrl   %L0, %L0, 32\n\t"
        ".set mips0\n\t"
        : "=r" (counter)
    );


  B. 写入

  long long counter = 0x0000001000000100;

  asm(
        ".set mips3\n\t"

        "dsll   %L0, %L0, 32\n\t"
        "dsrl   %L0, %L0, 32\n\t"
        "dsll   %M0, %M0, 32\n\t"
        "or   %L0, %L0, %M0\n\t"
        "dmtc0 %L0, $25\n\t"
        ".set mips0\n\t"
        : "=r" (counter)
    );
阅读(404) | 评论(0) | 转发(0) |
0

上一篇:mips 内嵌汇编

下一篇:MIPS汇编语言的特点

给主人留下些什么吧!~~
评论热议
请登录后评论。

登录 注册