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__asm__ __volatile__內嵌匯編用法簡述 在閱讀C/C++原碼時經常會遇到內聯匯編的情況，下面簡要介紹下__asm__ __volatile__內嵌匯編用法。因為我們華清遠見教學平臺是ARM體系結構的，所以下面的示例都是用ARM匯編。

帶有C/C++表達式的內聯匯編格式為：

__asm__　__volatile__("Instruction List" : Output : Input : Clobber/Modify);

其中每項的概念及功能用法描述如下：

1、 __asm__

__asm__是GCC 關鍵字asm 的宏定義：

#define __asm__ asm

__asm__或asm 用來聲明一個內聯匯編表達式，所以任何一個內聯匯編表達式都是以它開頭的，是必不可少的。

2、Instruction List

Instruction List 是匯編指令序列。它可以是空的，比如：__asm__ __volatile__(""); 或 __asm__ ("");都是完全合法的內聯匯編表達式，只不過這兩條語句沒有什么意義。但并非所有Instruction List 為空的內聯匯編表達式都是沒有意義的，比如：__asm__ ("":::"memory");

就非常有意義，它向GCC 聲明：“內存作了改動”，GCC 在編譯的時候，會將此因素考慮進去。 當在"Instruction List"中有多條指令的時候，可以在一對引號中列出全部指令，也可以將一條 或幾條指令放在一對引號中，所有指令放在多對引號中。如果是前者，可以將每一條指令放在一行，如果要將多條指令放在一行，則必須用分號（；）或換行符（\n）將它們分開. 綜上述：（1）每條指令都必須被雙引號括起來 (2)兩條指令必須用換行或分號分開。

例如： 在ARM系統結構上關閉中斷的操作

int disable_interrupts (void) 
        { 
                unsigned long old,temp; 
                __asm__ __volatile__("mrs %0, cpsr\n" 
                                "orr %1, %0, #0x80\n" 
                                "msr cpsr_c, %1" 
                                : "=r" (old), "=r" (temp) 
                                : 
                                : "memory"); 
                return (old & 0x80) == 0; 
        }

3. __volatile__

__volatile__是GCC 關鍵字volatile 的宏定義

#define __volatile__ volatile

__volatile__或volatile 是可選的。如果用了它，則是向GCC 聲明不允許對該內聯匯編優化，否則當 使用了優化選項(-O)進行編譯時，GCC 將會根據自己的判斷決定是否將這個內聯匯編表達式中的指令優化掉。

4、 Output

Output 用來指定當前內聯匯編語句的輸出

例如：從arm協處理器p15中讀出C1值

static unsigned long read_p15_c1 (void) 
        { 
                unsigned long value; 
                __asm__ __volatile__( 
                                "mrc p15, 0, %0, c1, c0, 0 @ read control reg\n" 
                                : "=r" (value) @編譯器選擇一個R*寄存器 
                                : 
                                : "memory"); 
        #ifdef MMU_DEBUG 
                printf ("p15/c1 is = %08lx\n", value); 
        #endif 
                return value; 
        }

5、 Input

Input 域的內容用來指定當前內聯匯編語句的輸入Output和Input中，格式為形如“constraint”(variable)的列表（逗號分隔)

例如：向arm協處理器p15中寫入C1值

static void write_p15_c1 (unsigned long value) 
        { 
        #ifdef MMU_DEBUG 
                printf ("write %08lx to p15/c1\n", value); 
        #endif 
                __asm__ __volatile__( 
                                "mcr p15, 0, %0, c1, c0, 0 @ write it back\n" 
                                : 
                                : "r" (value) @編譯器選擇一個R*寄存器 
                                : "memory"); 
                read_p15_c1 (); 
        } 

6.、Clobber/Modify

有時候，你想通知GCC當前內聯匯編語句可能會對某些寄存器或內存進行修改，希望GCC在編譯時能夠將這一點考慮進去。那么你就可以在Clobber/Modify域聲明這些寄存器或內存。這種情況一般發生在一個寄存器出現在"Instruction List"，但卻不是由Input/Output操作表達式所指定的，也不是在一些Input/Output操作表達式使用"r"約束時由GCC 為其選擇的，同時此寄存器被"Instruction List"中的指令修改，而這個寄存器只是供當前內聯匯編臨時使用的情況。

例如：

__asm__ ("mov R0, #0x34" : : : "R0");

寄存器R0出現在"Instruction List中"，并且被mov指令修改，但卻未被任何Input/Output操作表達式指定，所以你需要在Clobber/Modify域指定"R0"，以讓GCC知道這一點。

因為你在Input/Output操作表達式所指定的寄存器，或當你為一些Input/Output操作表達式使用"r"約束，讓GCC為你選擇一個寄存器時，GCC對這些寄存器是非常清楚的——它知道這些寄存器是被修改的，你根本不需要在Clobber/Modify域再聲明它們。但除此之外， GCC對剩下的寄存器中哪些會被當前的內聯匯編修改一無所知。所以如果你真的在當前內聯匯編指令中修改了它們，那么就好在Clobber/Modify 中聲明它們，讓GCC針對這些寄存器做相應的處理。否則有可能會造成寄存器的不一致，從而造成程序執行錯誤。

如果一個內聯匯編語句的Clobber/Modify域存在"memory"，那么GCC會保證在此內聯匯編之前，如果某個內存的內容被裝入了寄存器，那么在這個內聯匯編之后，如果需要使用這個內存處的內容，就會直接到這個內存處重新讀取，而不是使用被存放在寄存器中的拷貝。因為這個 時候寄存器中的拷貝已經很可能和內存處的內容不一致了。

這只是使用"memory"時，GCC會保證做到的一點，但這并不是全部。因為使用"memory"是向GCC聲明內存發生了變化，而內存發生變化帶來的影響并不止這一點。

例如：

int main(int __argc, char* __argv[]) 
        { 
        int* __p = (int*)__argc; 
        (*__p) = 9999; 
        __asm__("":::"memory"); 
        if((*__p) == 9999) 
        return 5; 
        return (*__p); 
        }

本例中，如果沒有那條內聯匯編語句，那個if語句的判斷條件就完全是一句廢話。GCC在優化時會意識到這一點，而直接只生成return 5的匯編代碼，而不會再生成if語句的相關代碼，而不會生成return (*__p)的相關代碼。但你加上了這條內聯匯編語句，它除了聲明內存變化之外，什么都沒有做。但GCC此時就不能簡單的認為它不需要判斷都知道 (*__p)一定與9999相等，它只有老老實實生成這條if語句的匯編代碼，一起相關的兩個return語句相關代碼。

另外在linux內核中內存屏障也是基于它實現的include/asm/system.h中

# define barrier() _asm__volatile_("": : :"memory")

主要是保證程序的執行遵循順序一致性。呵呵，有的時候你寫代碼的順序，不一定是終執行的順序，這個是處理器有關的。