汇编 - 除了 C 和 C++ 之外，还有其他语言允许使用内联代码与汇编交互吗？

Question

我最近阅读了这份名为Embedded Systems/Mixed C 和 Assembly Programming 的文档

它主要处理 C 和 C++ 如何允许用户通过称为内联汇编的技术使用汇编代码，看起来有点像这样：

#include<stdio.h>
 
void main() {
 
   int a = 3, b = 3, c;
 
   asm {
      mov ax,a
      mov bx,b
      add ax,bx
      mov c,ax
   }
 
   printf("%d", c);
}

And I was wondering if a similar interaction was possible in other high-level languages like Java, Python and others, or if this was only possible with C and C++.

Answer 1

是的，D、Rust、Delphi 和许多其他提前编译的语言都有某种形式的内联汇编。

Java 没有，通常从可移植二进制文件（如 Java 的.class 字节码或 C# 的 CIL）中 JIT 编译的大多数其他语言也没有。 Java 中的代码注入/汇编内联？ .

Very high level languages like Python don't even have simple object-representations for numbers, eg an integer variable isn't just a 32-bit object, it has type info, and (in Python specifically) can be arbitrary length for large values . So even if a Python implementation did have inline-asm facilities, it would be a challenge to let you do anything to Python objects, except maybe for NumPy arrays which are laid out like C arrays.

可以从大多数高级语言调用本机机器代码函数（例如，从 C 或手写 asm 编译的库）——这对于编写某些类型的应用程序通常很重要。 例如，在 Java 中有 JNI（Java 本机接口）。 甚至 node.js JavaScript 也可以调用原生函数。 "Marshalling" args into a form that makes sense to pass to a C function can be expensive, depending on the high-level language and whether you want to let the C / asm function modify an array or just return a value.

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不同语言的inline asm的不同forms

通常它们不是 MSVC 的低效形式，就像您正在使用的那样（它会强制输入和输出存储/重新加载）。 更好的设计，比如 Rust 以 GNU C 内联 asm 为模型，可以使用寄存器。 例如像 GNU C asm("lzcnt %1, %0": "=r"(leading_zero_count): "rm"(input)); 让编译器选择一个 output 寄存器，并为输入选择寄存器或 memory 寻址模式。

（但更好的是使用像_lzcnt_u32或__builtin_clz这样的内在函数来进行编译器知道的操作，仅将内联 asm 用于编译器没有内在函数的指令，或者如果您想以某种方式对循环进行微优化。https：/ /gcc.gnu.org/wiki/DontUseInlineAsm )

一些（如 Delphi）通过类似于 function 调用的“调用约定”进行输入，在寄存器中使用 args，而不是完全自由地混合 asm 和高级代码。 所以它更像是一个具有固定输入的 asm 块，以及一个 output 在特定寄存器（加上副作用），编译器可以像 function 一样内联。

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对于您展示的语法，无论是

• 您必须手动保存/恢复您在asm 块中使用的每个寄存器（除非您包装一个大循环，否则对性能非常不利 - 显然 Borland Turbo C++ 是这样的）
• 或者编译器必须了解每一条指令才能知道它可能写入哪些寄存器（MSVC 就是这样）。 Rust 的内联 asm 的设计说明/讨论提到了D 或 MSVC 编译器的这一要求，以实现有效的 DSL（领域特定语言） ，以及额外的工作量，特别是对于新 ISA 的可移植性。

请注意，MSVC 的内联 asm 的特定实现是如此脆弱和笨重，以至于它不能在带有寄存器 args 的函数中安全地工作，这意味着对于 x86-64 或标准调用约定使用寄存器 args 的 ARM/AArch64 根本不支持它. 相反，它们基本上为每条指令提供了内部指令，包括像invlpg这样的特权指令，从而可以在 Visual C++ 中编写 kernel（例如 Windows）。 （其他编译器希望您将asm()用于此类事情）。 Windows 几乎可以肯定有一些部分写在单独的.asm 文件中，比如中断和系统调用入口点，也许还有一个上下文切换 function 必须加载一个新的堆栈指针，但具有良好的内在支持，你不需要asm ，如果你相信你的编译器可以自己制作足够好的 asm。

Answer 2

您可以在 HolyC 中内联汇编。