掌握C语言内联汇编（从入门到实战：GCC内联汇编完全指南）

GCC内联汇编基本语法

在GCC编译器中，内联汇编使用asm或__asm__关键字。其基本格式如下：

asm ("assembly code"     : output operands        /* 输出操作数 */     : input operands         /* 输入操作数 */     : clobbered registers    /* 被破坏的寄存器 */);  

这个结构包含四个部分：

1. 汇编指令字符串：你要执行的实际汇编代码。
2. 输出操作数：告诉编译器哪些C变量会被汇编代码修改。
3. 输入操作数：告诉编译器哪些C变量会作为输入传给汇编代码。
4. 被破坏的寄存器：列出汇编代码中使用但未在输入/输出中声明的寄存器。

简单示例：两个整数相加

下面是一个使用x86-64架构的内联汇编实现两个整数相加的例子：

#include <stdio.h>int main() {    int a = 10, b = 20, result;    asm ("addl %%ebx, %%eax"         : "=a"(result)        // 输出：将EAX寄存器的值赋给result         : "a"(a), "b"(b)      // 输入：将a放入EAX，b放入EBX    );    printf("%d + %d = %d\n", a, b, result);    return 0;}  

注意：在内联汇编中，寄存器名前要加两个百分号%%，因为单个百分号用于占位符。

约束字符说明

在输入/输出操作数中，我们使用了像"=a"、"b"这样的约束字符。常见约束包括：

• a：EAX/AX/AL寄存器
• b：EBX/BX/BL寄存器
• c：ECX/CX/CL寄存器
• d：EDX/DX/DL寄存器
• r：任意通用寄存器
• m：内存操作数
• =：表示输出（只写）
• +：表示输入/输出（读写）

更实用的例子：获取时间戳计数器

在x86架构中，我们可以使用rdtsc指令读取CPU的时间戳计数器，常用于高精度计时：

#include <stdio.h>#include <stdint.h>uint64_t get_timestamp() {    uint32_t low, high;    asm volatile ("rdtsc"                  : "=a"(low), "=d"(high)    );    return ((uint64_t)high << 32) | low;}int main() {    uint64_t t1 = get_timestamp();    // 执行一些操作...    uint64_t t2 = get_timestamp();    printf("Elapsed cycles: %llu\n", t2 - t1);    return 0;}  

这里使用了volatile关键字，防止编译器优化掉这条汇编指令。

注意事项与最佳实践

• 内联汇编会降低代码可移植性，仅在必要时使用。
• 务必正确声明输入、输出和被破坏的寄存器，否则可能导致程序崩溃。
• 在GCC内联汇编中，尽量使用约束字符而非硬编码寄存器，让编译器做寄存器分配。
• 调试内联汇编时，可使用-S选项生成汇编文件查看实际生成的代码。

结语

通过本教程，你已经掌握了C语言内联汇编的基本用法。无论是在嵌入式开发中操控硬件，还是在高性能计算中进行汇编优化，内联汇编都是一项强大而实用的技能。记住：能力越大，责任越大——谨慎使用，确保正确性和可维护性。

希望这篇关于GCC内联汇编的入门指南对你有所帮助！