我希望能够在内联asm中使用基址指针寄存器（%rbp）。这样的玩具示例如下：
void Foo(int &x)
{
asm volatile ("pushq %%rbp;" // 'prologue'
"movq %%rsp, %%rbp;" // 'prologue'
"subq $12, %%rsp;" // make room
"movl $5, -12(%%rbp);" // some asm instruction
"movq %%rbp, %%rsp;" // 'epilogue'
"popq %%rbp;" // 'epilogue'
: : : );
x = 5;
}
int main()
{
int x;
Foo(x);
return 0;
}
我希望，因为我使用通常的序言/结尾函数调用方法来推送和弹出旧%rbp，这样就可以了。但是，当我尝试在内联asm之后访问x时，它会出现错误。
GCC生成的汇编代码（略微剥离）是：
_Foo:
pushq %rbp
movq %rsp, %rbp
movq %rdi, -8(%rbp)
# INLINEASM
pushq %rbp; // prologue
movq %rsp, %rbp; // prologue
subq $12, %rsp; // make room
movl $5, -12(%rbp); // some asm instruction
movq %rbp, %rsp; // epilogue
popq %rbp; // epilogue
# /INLINEASM
movq -8(%rbp), %rax
movl $5, (%rax) // x=5;
popq %rbp
ret
main:
pushq %rbp
movq %rsp, %rbp
subq $16, %rsp
leaq -4(%rbp), %rax
movq %rax, %rdi
call _Foo
movl $0, %eax
leave
ret
谁能告诉我为什么这个段错了？似乎我以某种方式腐败%rbp，但我不知道如何。提前谢谢。
我在64位Ubuntu 14.04上运行GCC 4.8.4。
答案 0 :(得分：19)
请参阅本答案的底部，以获取指向其他inline-asm Q＆amp; As的链接集合。
你希望通过inline asm学到什么？如果你想学习内联asm，学会用它来制作高效的代码，而不是像这样的可怕的东西。如果你想编写函数序言和push / pop来保存/恢复寄存器，你应该在asm中编写整个函数。 （然后你可以很容易地使用nasm或yasm，而不是使用GNU汇编程序指令 1 的不太优选的AT＆amp; T语法。）
GNU内联asm很难使用，但允许您将自定义asm片段混合到C和C ++中，同时让编译器处理寄存器分配以及必要时的任何保存/恢复。有时，编译器可以通过为您提供允许被破坏的寄存器来避免保存和恢复。如果没有volatile，它甚至可以在输入相同时将asm语句从循环中提升出来。 （即除非你使用volatile，否则输出被假定为输入的纯粹＆＃34;函数。）
如果您只是试图首先学习asm，那么GNU inline asm是一个糟糕的选择。你必须完全理解几乎所有与之相关的内容。 asm，并了解编译器需要知道什么，编写正确的输入/输出约束并使一切正确。错误将导致破坏事物和难以调试的破损。函数调用ABI更简单，更容易跟踪代码和编译器代码之间的边界。
您compiled with -O0，因此gcc的代码会将函数参数从%rdi溢出到堆栈上的某个位置。 （即使使用-O3），这也可能发生在非平凡的函数中。由于目标ABI是x86-64 SysV ABI，它使用＆＃34;红区＆＃34; （低于%rsp的128B甚至不允许异步信号处理程序被破坏），而不是浪费一个指令递减堆栈指针以保留空间。
它将8B指针函数arg存储在-8(rsp_at_function_entry)。然后你的内联asm推送%rbp，它将％rsp递减8然后在那里写入，破坏&x的低32b（指针）。
当你的内联asm完成后，
-8(%rbp)（已被%rbp覆盖）并将其用作4B商店的地址。Foo返回main %rbp = (upper32)|5（原值为低32设为5）。main运行leave：%rsp = (upper32)|5 main与ret一起运行%rsp = (upper32)|5，读取虚拟地址(void*)(upper32|5)的返回地址，评论为0x7fff0000000d。我没有用调试器检查;其中一个步骤可能略有偏差，但问题肯定是你破坏了红区，导致gcc的代码摧毁了堆栈。
即使添加＆＃34;内存＆＃34; clobber没有获得gcc以避免使用红色区域，所以它看起来从内联asm分配你自己的堆栈内存只是一个坏主意。 （记忆破坏意味着你可能已经写了一些你可以写入的记忆，而不是你可能已经覆盖了你不应该写的东西。）
如果要使用内联asm中的临时空间，则应该将数组声明为局部变量，并将其用作仅输出操作数（您从未读取过）。
void Bar(int &x)
{
int tmp;
long tmplong;
asm ("lea -16 + %[mem1], %%rbp\n\t"
"imul $10, %%rbp, %q[reg1]\n\t" // q modifier: 64bit name.
"add %k[reg1], %k[reg1]\n\t" // k modifier: 32bit name
"movl $5, %[mem1]\n\t" // some asm instruction writing to mem
: [mem1] "=m" (tmp), [reg1] "=r" (tmplong) // tmp vars -> tmp regs / mem for use inside asm
:
: "%rbp" // tell compiler it needs to save/restore %rbp.
// gcc refuses to let you clobber %rbp with -fno-omit-frame-pointer (the default at -O0)
// clang lets you, but memory operands still use an offset from %rbp, which will crash!
// gcc memory operands still reference %rsp, so don't modify it. Declaring a clobber on %rsp does nothing
);
x = 5;
}
请注意gcc发出的%rbp / #APP部分之外的代码中#NO_APP的推送/弹出式广告。另请注意，它为您提供的临时存储器位于红色区域中。如果您使用-O0进行编译，则会发现它与溢出&x的位置不同。
为了获得更多的临时注册表，最好只声明更多输出操作数，这些操作数永远不会被周围的非asm代码使用。这会将寄存器分配给编译器，因此在内联到不同位置时可能会有所不同。如果您需要使用特定的寄存器（例如%cl中的移位计数），则提前选择并声明一个clobber是有意义的。当然，像"c" (count)这样的输入约束会使gcc将计数放在rcx / ecx / cx / cl中，因此您不会发出可能多余的mov %[count], %%ecx。
如果这看起来太复杂，请勿使用inline asm 。使用C lead the compiler to the asm you want和最佳asm一样，或者在asm中写一个完整的函数。
使用内联asm时，请尽可能小：理想情况下，只有gcc不会单独发出的一两条指令，输入/输出约束告诉它如何将数据输入/输出asm声明。这就是它的设计目标。
经验法则：如果你的GNU C inline asm以mov开头或结尾，你通常会做错，应该使用约束。
<强>脚注：
-masm=intel（在这种情况下，您的代码仅使用该选项），或使用{ {3}}因此它适用于Intel中的编译器或AT＆amp; T asm输出语法。但这并没有改变指令，而GAS的英特尔语法也没有很好的记录。 （它就像MASM，而不是NASM。）除非你真的讨厌AT＆amp; T语法，否则我不推荐它。r约束并使用您选择的寻址模式，而使用m约束让gcc在递增指针与索引数组之间做出选择。%q0获取%rax与%w0获取%ax。使用%g[scalar]获取%zmm0而不是%xmm0。"cc" clobber（条件代码，也就是标志）;这是隐含的。 （gcc6介绍Efficient 128-bit addition using carry flag。在此之前，您必须setcc一个gcc将代码发送到test的注册表，这显然更糟糕。）32b/32b => 32b除法和余数的示例，编译器已经可以使用单个div。 （问题中的代码是不如何使用内联asm的示例：设置和保存/恢复的许多指令应通过编写适当的输入/输出约束留给编译器。）64b/32b=>32bit分区的内联asm的正确示例。 MSVC的设计和语法要求通过存储器往返输入和输出，这使得它对于短函数来说很糟糕。它也非常可靠＆＃34;根据罗斯里奇对该答案的评论。其中一些重复了我在这里解释的一些相同的东西。我没有重新阅读它们以试图避免冗余，抱歉。
答案 1 :(得分：3)
在x86-64中，堆栈指针需要与8个字节对齐。
此：
subq $12, %rsp; // make room
应该是：
subq $16, %rsp; // make room