ARM GCC Inline Assembler

翻譯這一篇 : arm gcc inline assembler cookbok 但是這一篇(GCC-inline assembly Howto)說得比較仔細。 GCC 的 inline assembly 基本格式是：

  asm(code : output operand list : input operand list : clobber list);

也就是一堆用 ':'分開的字串。 其中 'code' 的部份要存取 output operand list , input operand 的內容，是用 % 符號：

 %0 代表存取 output operand
%1 代表存去 input operand
最後的'clobber' 是要告訴 compiler 有哪些 register 被這段 assembly code 修改了。

為了防止 compiler 把這一段 inline assembly code optimize 掉，通常都會加上 volatilr:

 asm voltaile("mov %0, ror #01" : "-r" (result) : "r" (value));

這段 inline assembly，如果之後的部份都沒有資料，就可以不寫，舉例來說：

 asm volatile("mov r0, r0");

這只是用來delay的code，沒有input, output，也沒有 register 會被修改，所以後面的 部份都不用寫。 但是如果有資料一定要寫，他的前面部份就不可以省略，舉例來說：

 asm volatile("" : : : "memory");

這段inline assembly 不包含任何 code，只是告訴 compiler memory 有可能會被修改。 一般為了好看，建議將一堆 assembly 寫成這樣：

 asm volatile(
"mov r0,r0\n\t"
"mov r0,r0\n\t"
"mov r0,r0\n\t"
);

也就是說，分行寫，但是要記得加上 "\n\t" - 這是要讓 compiler listing 時，比較好看。 Input Output Operand 這兩個區域是要告訴 compiler operand 的資料，利用以下 "Constraint" 來通知： Operand Register 的類型：

• f : 是floating point register (有些 cpu 有專屬的 floating point register)
• I : 立即定址 immediate operands
• J : Indexing constants
• K : negative value in rhs
• L: negative value in rhs
• M : for shift
• r : General registers -- ARM 一般用這個

Operand Register 的 in/out:

• = : Write-only (通常所有的 output operand 都會加這個符號)
• + : Read-Write (inline assemnly 不支援這個符號)
• & : Output only - 這個register 只做 output 使用

Output Operand 一定要是 Write-Only。 Input Operand 一定要是 Read-Only。 但是如果要把 input operand 修改後，作為 output operand 的話，要怎麼辦呢？ inline assembly 又不支援 '+' 符號.. 用"數字" 來告訴 complier 這一個 operand 共用哪一個 operand，例如：

asm volatile("mov %0, %0, ror #1" : "=r" (value) : "0" (value));

這個 code 是將'value" right shit 1 bit。 但是用同一個 register 來作就可以。 input operand 用 "0" 告訴 compiler ，使用 第0個operand (就是 output operand)。 所以 input, output 都會用同一個 register (mov %0, %0..)。 Clobbers 把被修改的部份寫在這

asm volatile(
"amsd   r3, %1, #3  \n\t"
"eor    %0, %0, r3  \n\t"
"addne  %0, #4"
: "=r" (len)
: "0" (len)
: "cc","r3"
);

例子使用了 r3 作scratch register，所以做完這段 code 後，r3的值會被修改，以在clobber的區域要列出 "r3"。 另外，作邏輯運算後，status 區域也會修改，所以要把"cc"也列上。 還有另一個例子：

asm volatile(
"ldr  %0, [%1]  \n\t"
"str  %2, [%1, #4]  \n\t"
: "=&r" (rdv)
: "r" (&table), "r" (wdv)
: "memory"
);

這一段code會update table 的內容，所以要在....

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有一點沒寫到，就是 c variable name 都寫在 operand 後面,用括號( )括起來..

在 "Assembler Instruction with C expression operand" ，範例：

asm ("fsinx %[angle],%[output]"
   : [output] "=f" (result)
   : [angle] "f" (angle));

在operand 前可以用 [name] 寫出''將會用這'name'名字稱呼''。 然後在 code 區域就可以直接用 %[name] 來引用

大概可以這樣說： assembly code 中，要引用 C 宣告的部份，就要寫在 operand (in/out) 欄位，並且寫號 constrain. 然後用 %0, %1...來使用。 如果是直接存取 register，就直接用 r1, r2, r3... 但是要記得寫在 clobber 欄位。

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ref:

• http://blog.chinaunix.net/u/26710/showart_261547.html
• http://blog.chinaunix.net/u3/96949/showart_2110013.html