ARM GCC内嵌汇编使用

andeyqi · 发表于 2024-12-21 14:12:08

简介

内嵌汇编代码是指在C语言中嵌入汇编代码（Inline Assembly Language in C Code），可以在对代码时间要求比较高，及在C语言中访问某些汇编指令来实现特殊功能，内嵌汇编代码主要有两种形式：基础内嵌汇编代码（basic asm）:不带任何参数扩展内嵌汇编代码（extended asm）:可以带输入/输出参数,一下是使用内嵌汇编实现的memcpy函数

static __attribute__((noinline)) int my_memcpy(void * src,void *  dst,int len)
{
unsigned int tmp = 0;
unsigned int end = (char *)src + len;

asm volatile (
         "1: ldr %1, [%2] , #4\n"
         "str %1, [%0], #4\n"
         "cmp %2, %3 \n"
         "bcc 1b"
         : "+r" (dst), "+r" (tmp), "+r" (src)
         : "r" (end)
         : "memory");

return len;
}

代码中添加如下测试代码，验证函数功能，对应测试代码如下：

static int cmd_mymemcpy_test(int argc, char **argv)
{

int src[8] = {0x11111111,0x22222222,0x33333333,0x44444444,
               0x55555555,0x66666666,0x77777777,0x88888888};
int dst[8] = {};

rt_kprintf("my memcpy test ret = %d\r\n",my_memcpy(src,dst,sizeof(src)));

if(memcmp(src,dst,sizeof(src)) == 0)
      rt_kprintf("my memcpy test ok.\r\n");

int src1[32] = {0x11111111,0x22222222,0x33333333,0x44444444,
                  0x55555555,0x66666666,0x77777777,0x88888888};
int dst1[32] = {};

rt_kprintf("my memcpy test ret = %d\r\n",my_memcpy(src1,dst1,sizeof(src1)));

if(memcmp(src1,dst1,sizeof(src1)) == 0)
      rt_kprintf("my memcpy test ok.\r\n");

return 0;
}
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(cmd_mymemcpy_test, mymemcpy, my memcpy test);

上述代码对应的反汇编代码如下，汇编代码主要先将函数形参压栈，然后重新分配r0-r3 寄存器内嵌汇编代码中指定的变量，按照内嵌汇编代码分配寄存器。

00005c80 <my_memcpy>:
5c80: b480       push {r7}
5c82: b087       sub sp, #28
5c84: af00       add r7, sp, #0
5c86: 60f8       str r0, [r7, #12]
5c88: 60b9       str r1, [r7, #8]
5c8a: 607a       str r2, [r7, #4]
5c8c: 2300       movs r3, #0
5c8e: 617b       str r3, [r7, #20]
5c90: 687b       ldr r3, [r7, #4]
5c92: 68fa       ldr r2, [r7, #12]
5c94: 4413       add r3, r2
5c96: 613b       str r3, [r7, #16]
5c98: 6938       ldr r0, [r7, #16]
5c9a: 68b9       ldr r1, [r7, #8]
5c9c: 697a       ldr r2, [r7, #20]
5c9e: 68fb       ldr r3, [r7, #12]
5ca0: f853 2b04 ldr.w r2, [r3], #4
5ca4: f841 2b04 str.w r2, [r1], #4
5ca8: 4283       cmp r3, r0
5caa: d3f9       bcc.n 5ca0 <my_memcpy+0x20>
5cac: 60b9       str r1, [r7, #8]
5cae: 617a       str r2, [r7, #20]
5cb0: 60fb       str r3, [r7, #12]
5cb2: 687b       ldr r3, [r7, #4]
5cb4: 4618       mov r0, r3
5cb6: 371c       adds r7, #28
5cb8: 46bd       mov sp, r7
5cba: f85d 7b04 ldr.w r7, [sp], #4
5cbe: 4770       bx lr

代码运行后运行结果也是正确的完成拷贝。

msh >mymemcpy
my memcpy test ret = 32
my memcpy test ok.
my memcpy test ret = 128
my memcpy test ok.

从上述反汇编的如下代码，对比可以看出 tmp 编译器分配r2 寄存器，dst 分配r0 寄存器，src 分配寄存器r3寄存器，end 分配r3寄存器

5ca0: f853 2b04 ldr.w r2, [r3], #4
5ca4: f841 2b04 str.w r2, [r1], #4
5ca8: 4283       cmp r3, r0
5caa: d3f9       bcc.n 5ca0 <my_memcpy+0x20>

asm volatile (
         "1: ldr %1, [%2] , #4\n"
         "str %1, [%0], #4\n"
         "cmp %2, %3 \n"
         "bcc 1b"
         : "+r" (dst), "+r" (tmp), "+r" (src)
         : "r" (end)
         : "memory");

在此基础上修改代码为，修改代码为符号的方式替代%0 %1 的方式，修改代码如下：

static __attribute__((noinline)) int my_memcpy(void * src,void *  dst,int len)
{
unsigned int tmp = 0;
unsigned int end = (char *)src + len;

asm volatile (
         "1: ldr %[tmp], [%[src]] , #4\n"
         "str %[tmp], [%[dst]], #4\n"
         "cmp %[src], %[end] \n"
         "bcc 1b"
         : [dst] "+r" (dst), [tmp] "+r" (tmp), [src] "+r" (src)
         : [end] "r" (end)
         : "memory");

return len;
}

修改后生成的反汇编代码和之前也是一致的，运行测试代码也是ok的。