内联汇编

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Last update May 14, 2003

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D x86 内联汇编

D，作为一种系统程序设计语言，提供了内联汇编的功能。 对于同一个处理器家族来说，D 的内联汇编的实现是标准化了的，例如，Intel Pentium 上的 Win32 D 编译器的内联汇编的语法同 Intel Pentium 上的 Linux D 编译器的语法是一样的。

但是，不同的 D 实现，可以依内存模型、函数调用/返回约定，参数传递约定等的不同而自由实现内联汇编。

本文描述了内联汇编的 x86 实现。

	Asm指令:
		标志符 : Asm指令 		align 整数表达式  		even 		naked 		db 多个操作数 		ds 多个操作数 		di 多个操作数  		dl 多个操作数 		df 多个操作数 		dd 多个操作数 		de 多个操作数  		操作码 		操作码 多个操作数  	多个操作数 		操作数 		操作数 , 多个操作数

	AsmInstruction:
		Identifier : AsmInstruction 		align IntegerExpression 		even  		naked 		db Operands 		ds Operands 		di Operands  		dl Operands 		df Operands 		dd Operands 		de Operands  		Opcode 		Opcode Operands  	Operands 		Operand 		Operand , Operands  	

标号

汇编指令可以向其他语句一样带有标号。它们可以作为 goto 语句的目标。例如：

	void *pc;
	asm 	{ 	    call L1		; 	 L1:			; 	    pop	EBX		; 	    mov	pc[EBP],EBX	;	// pc 现在指向 L1 处的代码  	} 	

align 整数表达式

汇编器使用 NOP 指令进行填充，使下一条指令对齐到 整数表达式 边界上。整数表达式 的值必须是 2 的幂。

使循环代码对齐可以使得执行速度得到可观的提升。

even

汇编器使用 NOP 指令进行填充，使下一条指令对齐到偶数边界上。

naked

禁止编译器生成函数的建帧和退帧指令。这就意ζ着责任落到了使用内联汇编的程序员的头上，因此这种用法主要用于那些全部用内联汇编编写的函数。

db, ds, di, dl, df, dd, de

这些α操作用于直接向代码中插入原始数据。db 用于字节，ds 用于 16 λ字，di 用于 32 λ字，dl 用于 64 λ字，df 用于 32 λ浮点型，dd 用于 64 λ双精度型，de 用于 80 λ扩展实数型。它们都可应用于多个操作数。如果有操作数为字符串文字量，汇编器就认为存在一个隐含的 length 操作数，length 表示字符串中有多少了字符。ÿ个操作数会额外使用一个字符。例如：

 	asm 	{ 	    db 5,6,0x83;   // 插入 byte 0x05、0x06 和 0x83 	    ds 0x1234;     // 插入 byte 0x34、0x12 	    di 0x1234;     // 插入 byte 0x34、0x12、0x00、0x00 	    dl 0x1234;     // 插入 byte 0x34、0x12、0x00、0x00、0x00、0x00、0x00、0x00  	    df 1.234;      // 插入 float 1.234 	    dd 1.234;      // 插入 double 1.234 	    de 1.234;      // 插入 extended 1.234 	    db "abc";      // 插入 byte 0x61、0x62、and 0x63  	    ds "abc";      // 插入 byte 0x61、0x00、0x62、0x00、0x63、0x00 	} 	

操作码

本文末β列出了支持的操作码。

支持下面的寄存器。寄存器名都是大写的。

AL, AH, AX, EAX

BL, BH, BX, EBX

CL, CH, CX, ECX

DL, DH, DX, EDX

BP, EBP

SP, ESP

DI, EDI

SI, ESI

ES, CS, SS, DS, GS, FS

CR0, CR2, CR3, CR4

DR0, DR1, DR2, DR3, DR6, DR7

TR3, TR4, TR5, TR6, TR7

ST

ST(0), ST(1), ST(2), ST(3), ST(4), ST(5), ST(6), ST(7)

MM0, MM1, MM2, MM3, MM4, MM5, MM6, MM7

特殊情况

lock, rep, repe, repne, repnz, repz

这些前缀指令不能同它们修饰的指令λ于同一语句，它们必须单独写成一条指令。例如：

	asm 	{ 	    rep   ; 	    movsb ; 	} 	

pause

内联汇编不支持该操作码，使用

	{
	    rep  ;
	    nop  ;
	}
	

代替，效果是相同的。

浮点运算

使用指令的两操作数形式：

	fdiv ST(1);	// 错误 	fmul ST;        	// 错误 	fdiv ST,ST(1);	// 正确  	fmul ST,ST(0);	// 正确 	

操作

	操作数:
	    Asm表达式  	Asm表达式:
	    Asm逻辑或表达式 	    Asm逻辑或表达式 ? Asm表达式 : Asm表达式  	Asm逻辑或表达式:
	    Asm逻辑与表达式 	    Asm逻辑与表达式 || Asm逻辑与表达式  	Asm逻辑与表达式:
	    Asm或表达式  	    Asm或表达式 && Asm或表达式  	Asm或表达式:
	    Asm异或表达式 	    Asm异或表达式 | Asm异或表达式  	Asm异或表达式:
	    Asm与表达式 	    Asm与表达式 ^ Asm与表达式  	Asm与表达式:
	    Asm相等表达式  	    Asm相等表达式 & Asm相等表达式  	Asm相等表达式:
	    Asm关系表达式 	    Asm关系表达式 == Asm关系表达式  	    Asm关系表达式 != Asm关系表达式  	Asm关系表达式:
	    Asm移λ表达式 	    Asm移λ表达式 < Asm移λ表达式  	    Asm移λ表达式 <= Asm移λ表达式 	    Asm移λ表达式 > Asm移λ表达式 	    Asm移λ表达式 >= Asm移λ表达式  	Asm移λ表达式:
	    Asm和表达式 	    Asm和表达式 << Asm和表达式 	    Asm和表达式 >> Asm和表达式  	    Asm和表达式 >>> Asm和表达式  	Asm和表达式:
	    Asm积表达式 	    Asm积表达式 + Asm积表达式  	    Asm积表达式 - Asm积表达式  	Asm积表达式:
	    Asm括号表达式 	    Asm括号表达式 * Asm括号表达式  	    Asm括号表达式 / Asm括号表达式 	    Asm括号表达式 % Asm括号表达式  	Asm括号表达式:
	    Asm一元表达式  	    Asm括号表达式 [ Asm表达式 ]  	Asm一元表达式:
	    Asm类型前缀 Asm表达式  	    offset Asm表达式 	    seg Asm表达式 	    + Asm一元表达式 	    - Asm一元表达式  	    ! Asm一元表达式 	    ~ Asm一元表达式 	    Asm基本表达式  	Asm基本表达式  	    整数常量 	    浮点数常量 	    __LOCAL_SIZE 	    $ 	    寄存器 	    点标志符  	点标志符 	    Identifier 	    标志符 . 点标志符

	Operand:
	    AsmExp  	AsmExp:
	    AsmLogOrExp 	    AsmLogOrExp ? AsmExp : AsmExp  	AsmLogOrExp:
	    AsmLogAndExp 	    AsmLogAndExp || AsmLogAndExp  	AsmLogAndExp:
	    AsmOrExp  	    AsmOrExp && AsmOrExp  	AsmOrExp:
	    AsmXorExp 	    AsmXorExp | AsmXorExp  	AsmXorExp:
	    AsmAndExp 	    AsmAndExp ^ AsmAndExp  	AsmAndExp:
	    AsmEqualExp  	    AsmEqualExp & AsmEqualExp  	AsmEqualExp:
	    AsmRelExp 	    AsmRelExp == AsmRelExp  	    AsmRelExp != AsmRelExp  	AsmRelExp:
	    AsmShiftExp 	    AsmShiftExp < AsmShiftExp  	    AsmShiftExp <= AsmShiftExp 	    AsmShiftExp > AsmShiftExp 	    AsmShiftExp >= AsmShiftExp  	AsmShiftExp:
	    AsmAddExp 	    AsmAddExp << AsmAddExp 	    AsmAddExp >> AsmAddExp  	    AsmAddExp >>> AsmAddExp  	AsmAddExp:
	    AsmMulExp 	    AsmMulExp + AsmMulExp  	    AsmMulExp - AsmMulExp  	AsmMulExp:
	    AsmBrExp 	    AsmBrExp * AsmBrExp  	    AsmBrExp / AsmBrExp 	    AsmBrExp % AsmBrExp  	AsmBrExp:
	    AsmUnaExp  	    AsmBrExp [ AsmExp ]  	AsmUnaExp:
	    AsmTypePrefix AsmExp  	    offset AsmExp 	    seg AsmExp 	    + AsmUnaExp 	    - AsmUnaExp  	    ! AsmUnaExp 	    ~ AsmUnaExp 	    AsmPrimaryExp  	AsmPrimaryExp  	    IntegerConstant 	    FloatConstant 	    __LOCAL_SIZE 	    $ 	    Register 	    DotIdentifier  	DotIdentifier 	    Identifier 	    Identifier . DotIdentifier 	

操作数的语法基本遵从了 Intel CPU 文档的约定。具体来说，就是右边的操作数是源操作数，左边的操作数是目的操作数。同 Intel 存在不同之处主要是为了同 D 语言的记号识别器和简单解析的目标兼容。

操作类型

	Asm类型前缀:
		near ptr 		far ptr 		byte ptr 		short ptr  		int ptr 		word ptr 		dword ptr 		float ptr 		double ptr 		extended ptr

	AsmTypePrefix:
		near ptr 		far ptr 		byte ptr 		short ptr 		int ptr  		word ptr 		dword ptr 		float ptr 		double ptr 		extended ptr 	

对于操作数大小模棱两可的情况，如同：

	add	[EAX],3		;
	

可以使用 Asm类型前缀 消除歧义：

	add	byte ptr [EAX],3	;
	add	int ptr [EAX],7		;
	

结构/联合/类 成员偏移量

假设指向聚集的指针λ于一个寄存器中，如果要访问聚集的成员，应使用成员的限定名：

	struct Foo { int a,b,c; }
	int bar(Foo *f)
	{
	    asm  	    {	mov	EBX,f		; 		mov	EAX,Foo.b[EBX]	;
	    }
	}
	

特殊符号

$

代表下一条指令的开始地址。所以，

 	jmp	$  ;

会跳转到 jmp 后的那条指令处。

__LOCAL_SIZE

它的值会被局部堆栈帧中的局部字节数替代。当使用 naked 并且手动制定堆栈结构时，这会很方便。

支持的操作码

aaa	aad	aam	aas	adc
add	addpd	addps	addsd	addss
and	andnpd	andnps	andpd	andps
arpl	bound	bsf	bsr	bswap
bt	btc	btr	bts	call
cbw	cdq	clc	cld	clflush
cli	clts	cmc	cmova	cmovae
cmovb	cmovbe	cmovc	cmove	cmovg
cmovge	cmovl	cmovle	cmovna	cmovnae
cmovnb	cmovnbe	cmovnc	cmovne	cmovng
cmovnge	cmovnl	cmovnle	cmovno	cmovnp
cmovns	cmovnz	cmovo	cmovp	cmovpe
cmovpo	cmovs	cmovz	cmp	cmppd
cmpps	cmps	cmpsb	cmpsd	cmpss
cmpsw	cmpxch8b	cmpxchg	comisd	comiss
cpuid	cvtdq2pd	cvtdq2ps	cvtpd2dq	cvtpd2pi
cvtpd2ps	cvtpi2pd	cvtpi2ps	cvtps2dq	cvtps2pd
cvtps2pi	cvtsd2si	cvtsd2ss	cvtsi2sd	cvtsi2ss
cvtss2sd	cvtss2si	cvttpd2dq	cvttpd2pi	cvttps2dq
cvttps2pi	cvttsd2si	cvttss2si	cwd	cwde
da	daa	das	db	dd
de	dec	df	di	div
divpd	divps	divsd	divss	dl
dq	ds	dt	dw	emms
enter	f2xm1	fabs	fadd	faddp
fbld	fbstp	fchs	fclex	fcmovb
fcmovbe	fcmove	fcmovnb	fcmovnbe	fcmovne
fcmovnu	fcmovu	fcom	fcomi	fcomip
fcomp	fcompp	fcos	fdecstp	fdisi
fdiv	fdivp	fdivr	fdivrp	feni
ffree	fiadd	ficom	ficomp	fidiv
fidivr	fild	fimul	fincstp	finit
fist	fistp	fisub	fisubr	fld
fld1	fldcw	fldenv	fldl2e	fldl2t
fldlg2	fldln2	fldpi	fldz	fmul
fmulp	fnclex	fndisi	fneni	fninit
fnop	fnsave	fnstcw	fnstenv	fnstsw
fpatan	fprem	fprem1	fptan	frndint
frstor	fsave	fscale	fsetpm	fsin
fsincos	fsqrt	fst	fstcw	fstenv
fstp	fstsw	fsub	fsubp	fsubr
fsubrp	ftst	fucom	fucomi	fucomip
fucomp	fucompp	fwait	fxam	fxch
fxrstor	fxsave	fxtract	fyl2x	fyl2xp1
hlt	idiv	imul	in	inc
ins	insb	insd	insw	int
into	invd	invlpg	iret	iretd
ja	jae	jb	jbe	jc
jcxz	je	jecxz	jg	jge
jl	jle	jmp	jna	jnae
jnb	jnbe	jnc	jne	jng
jnge	jnl	jnle	jno	jnp
jns	jnz	jo	jp	jpe
jpo	js	jz	lahf	lar
ldmxcsr	lds	lea	leave	les
lfence	lfs	lgdt	lgs	lidt
lldt	lmsw	lock	lods	lodsb
lodsd	lodsw	loop	loope	loopne
loopnz	loopz	lsl	lss	ltr
maskmovdqu	maskmovq	maxpd	maxps	maxsd
maxss	mfence	minpd	minps	minsd
minss	mov	movapd	movaps	movd
movdq2q	movdqa	movdqu	movhlps	movhpd
movhps	movlhps	movlpd	movlps	movmskpd
movmskps	movntdq	movnti	movntpd	movntps
movntq	movq	movq2dq	movs	movsb
movsd	movss	movsw	movsx	movupd
movups	movzx	mul	mulpd	mulps
mulsd	mulss	neg	nop	not
or	orpd	orps	out	outs
outsb	outsd	outsw	packssdw	packsswb
packuswb	paddb	paddd	paddq	paddsb
paddsw	paddusb	paddusw	paddw	pand
pandn	pavgb	pavgw	pcmpeqb	pcmpeqd
pcmpeqw	pcmpgtb	pcmpgtd	pcmpgtw	pextrw
pinsrw	pmaddwd	pmaxsw	pmaxub	pminsw
pminub	pmovmskb	pmulhuw	pmulhw	pmullw
pmuludq	pop	popa	popad	popf
popfd	por	prefetchnta	prefetcht0	prefetcht1
prefetcht2	psadbw	pshufd	pshufhw	pshuflw
pshufw	pslld	pslldq	psllq	psllw
psrad	psraw	psrld	psrldq	psrlq
psrlw	psubb	psubd	psubq	psubsb
psubsw	psubusb	psubusw	psubw	punpckhbw
punpckhdq	punpckhqdq	punpckhwd	punpcklbw	punpckldq
punpcklqdq	punpcklwd	push	pusha	pushad
pushf	pushfd	pxor	rcl	rcpps
rcpss	rcr	rdmsr	rdpmc	rdtsc
rep	repe	repne	repnz	repz
ret	retf	rol	ror	rsm
rsqrtps	rsqrtss	sahf	sal	sar
sbb	scas	scasb	scasd	scasw
seta	setae	setb	setbe	setc
sete	setg	setge	setl	setle
setna	setnae	setnb	setnbe	setnc
setne	setng	setnge	setnl	setnle
setno	setnp	setns	setnz	seto
setp	setpe	setpo	sets	setz
sfence	sgdt	shl	shld	shr
shrd	shufpd	shufps	sidt	sldt
smsw	sqrtpd	sqrtps	sqrtsd	sqrtss
stc	std	sti	stmxcsr	stos
stosb	stosd	stosw	str	sub
subpd	subps	subsd	subss	sysenter
sysexit	test	ucomisd	ucomiss	ud2
unpckhpd	unpckhps	unpcklpd	unpcklps	verr
verw	wait	wbinvd	wrmsr	xadd
xchg	xlat	xlatb	xor	xorpd
xorps

支持的 AMD 操作码

pavgusb	pf2id	pfacc	pfadd	pfcmpeq
pfcmpge	pfcmpgt	pfmax	pfmin	pfmul
pfnacc	pfpnacc	pfrcp	pfrcpit1	pfrcpit2
pfrsqit1	pfrsqrt	pfsub	pfsubr	pi2fd
pmulhrw	pswapd

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