asm volatile() 中的冒号是什么意思

Question

我不确定我是否不小心修改了代码，但这里是（我是内联汇编的初学者，但非常习惯于在不同的文件中进行汇编）：-

void out8(uint16 port, uint8 data) {asm volatile("outb %0, %1" : "dN"(port) : "a"(data));}
void out16(uint16 port, uint16 data) {asm volatile("outw %0, %1" : "dN"(port) : "a"(data));}
void out32(uint16 port, uint32 data) {asm volatile("outl %%eax, %%dx" : "dN"(port) : "a"(data));}

以前它没有出错，但现在是。 但是任何人都可以更正此代码吗？ 而且，告诉我冒号分隔值的依据是什么，冒号分隔区域中的“dN”和“a”，内联汇编中的“％0”和“％1”，为什么这些变量“ “a”和“dN”旁边括号中的“端口”和“数据”以及“% [reg] ”和“%% [reg] ”之间的区别是什么，以便我以后可以解决此类问题他们。 （tl;du（你代表理解）内联扩展汇编的手册页是日语（你知道我的意思，对吧？））

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[解决了]

用过的 ：-

void out(uint16 port, uint8 data) {asm volatile("outb %1, %0" :: "dN"(port), "a"(data));}
void out(uint16 port, uint16 data) {asm volatile("outw %1, %0" : : "dN"(port), "a"(data));}
// Warning, this one's still unsafe, even though it compiles
void out(uint16 port, uint32 data) {asm volatile("outl %%eax, %%dx" : : "dN"(port), "a"(data));}

（警告未来的读者： outl仍然存在错误，请参阅答案。）

Answer 1

显然，阅读语法手册。 https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html 。

asm asm-qualifiers ( AssemblerTemplate 
                 : OutputOperands 
                 [ : InputOperands
                 [ : Clobbers ] ])

另请参阅https://stackoverflow.com/questions/tagged/inline-assembly以获取指向官方文档以外的指南的链接。

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您在输出部分有"dN"(port) ，但它实际上是一个输入（没有=或+ ）。 是的，I/O 端口号应该是一个输入：它是 asm 语句需要从编译器获取的东西，而不是 asm 语句提供回编译器的东西。

如果你对out有两个“输入”这一事实感到困惑，可以把它想象成一条存储指令。 两条数据来自 CPU（数据和地址），导致存储到内存。 不同于负载或in其中负载指令写入的寄存器，并且编译器需要知道该结果被放置。

假设这是针对 AT&T 语法（不是gcc -masm=intel ） %0, %1您还有%0, %1操作数的顺序错误。 命名约束如[port] "dN" (port)以匹配模板中的%[port]将避免这种情况。 https://www.felixcloutier.com/x86/out在 Intel 语法中是out dx/imm8, AL/AX/EAX ，或者在 AT&T 中out %al/%ax/%eax, %dx/$imm8 。

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另外，您以另一种方式分别爆发了out32() 。

"dN"约束允许编译器为该变量选择 DX 或立即数（如果其值在编译时已知并且足够小）。

但是你的 asm 模板字符串没有引用%0第一个操作数，而是硬编码%%dx寄存器名称，这只有在编译器选择 DX 时才是正确的。

内联out32(0x80, 0x1234)的优化构建不会使用前面的指令将端口号放入 DX 中，而是选择N （无符号 8 位）约束，因为它更便宜。 但是在最终编译器生成的 asm 中没有任何地方填充$0x80 ，因为模板中没有%0供编译器扩展。

在将整个 asm 传递给汇编程序之前，将 asm 模板字符串考虑为编译器扩展的 printf 格式字符串。 （包括编译器在编译其他 C 语句之前和之后生成的指令，以及一些约束，如"r"或"d"以将 C 变量或表达式的值放入寄存器（如果尚不存在）。

%%只是一个文字% ，所以如果你想硬编码一个 AT&T 寄存器名称，比如%eax ，你可以在扩展 Asm 模板中使用%%eax 。

你可以在https://godbolt.org/上看到那个 asm。 （使用“二进制”模式查看生成的编译器生成的 asm 是否会实际组装。使用内联 asm 时不能保证这一点。）

对于outb / etc. 宏，许多代码库定义了它们，我认为一些 libc 实现具有内联包装器，例如可能是 MUSL，也可能是 glibc。 如果你只是想要工作代码，当你不知道内联 asm 时不要尝试编写自己的代码。

有关的：

• 你如何解释gcc对i386的IN、OUT指令的内联汇编约束？ 分解inb包装函数。

• 用于 x86 输入/输出端口 I/O 的 C inline asm 的操作数大小不匹配，为"d"选择的寄存器大小取决于 C 类型宽度，并且必须为 16 位，因为in / out专门使用 DX。 （I/O 地址空间是 64k，与内存地址空间不同。）

• GCC 内联程序集“Nd”约束

• https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html手册。 阅读它。 内联汇编很容易得到微妙但危险的错误； 不要依赖反复试验/“似乎有效”。

• https://gcc.gnu.org/wiki/DontUseInlineAsm 。 （或者在这种情况下，如果您不了解内联汇编，请在 libc 头文件或其他内容中找到一些已知良好的输入/输出包装函数，并使用它们而不是编写自己的函数。）

• https://stackoverflow.com/tags/intel-syntax/info