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1、作者：luster摘要：我开始学习在 Linux 使用汇编语言了。我以前从来没有在 Linux 下使用过汇编语言。我今天看到了一份文档，是 Linux Assembly HOWTO，我看了看，决定学习学习。下面是我的学习笔记。让我一起学习吧。在 Linux 下使用汇编语言by Wang Hui(hwangustc.edu)2001/9/11我开始学习在 Linux 使用汇编语言了。我以前从来没有在 Linux 下使用过汇编语言。我今天看到了一份文档，是 Linux Assembly HOWTO，我看了看，决定学习学习。下面是我的学习笔记。让我一起学习吧。1. 你需要汇编语言吗？汇编语言的优点和
2、缺点汇编语言可以很直接的表达比较低层次的： 你可以通过汇编代码访问与机器硬件直接相关的存储器或者 I/O 口。 你可以在一些关键的代码区准确的控制某些代码的行文，避免其他方法带来的多线程共同访问或者硬件设备共享引起的死锁。 你可以通过使用汇编打破通常的编译器编译的结果，例如你可以根据自己的考虑优化一些东西。 我们可以在代码分片之间建立一些接口。 我们可以通过一些汇编代码使处理器进入不寻常的编程模式。例如 16 bit mode to interface startup, firmware, or legacy code on Intel PCs. 可以优化一些代码，提高运行速度。 可以为特定的
3、应该编写优化代码。 可以为某语言的编译器编写代码。汇编语言是一种层次非常低的语言（仅仅高于手动编写二进制机器指令码） ，这就意味着： 开始写起来会很长而且单调 很容易出现 bug 程序中的 bug 非常难查找 写出来的代码非常难懂，而且不好维护和修改 而且结果是不能到其他体系结构的平台上运行。 代码只能针对某特特定体系结构的特定型号的处理器优化。例如，在 Intel 兼容系列的 CPU 中，每一款 CPU 都有特殊的设计，变量也不一样，都有特定的优 化考虑。CPU 的时间已经有很多了，例如:Intel 386, 486, Pentium, PPro, PII, PIII, PIV; Cyrix
4、 5x86, 6x86, M2; AMD K5, K6 (K6-2, K6-III), K7 (Athlon, Duron). 而且新的设计还不断地出现。 编写汇编代码时候，我们会花费很多的时间在一些细节事情上，而不能专注一些小的或者大的算法设计，而算法的优化能更快的提高程序运行的速度。例如，你可以用汇编加快一些数组的访问和管理，但是总体上讲，使用 hash 表会更大程度上加快访问速度。 一个算法上的小的改动，可能需要我们全部重新写一段很长的代码。compilers make it a lot easier to use complex data structures,and compiler
5、s dont get bored halfway through and generate reliably pretty good code.2. Linux 和汇编你可能已经注意到了，在 linux 下开发程序，通常不需要使用汇编语言。与 DOS不一样，你不需要使用汇编来编写 linux 的驱动程序(当然，如果 你非得用汇编写，也可以)。而且现在的编译器有很多优化器，可以针对不多的 CPU 优化尼的高级语言写的代码，例如C 代码。当然既然我们在讨论这个问题，而 且你都在阅读本文了，luster 知道你肯定有自己的理由去使用汇编而不是 C 或者 C+了。：）你可能需要使用汇编，或者你不得不使
6、用汇编。简单的说，使用汇编的理由就是精简代码和 libc 无关性。还有一个理由就是，希望像一个以前的疯狂的 hacker 那样，这些20 多岁的 hacker 的习惯就是用汇编写任何代码。然而，假如你要移植 linux 到某些嵌入式硬件环境下，你需要减少系统的大小，你需要将很多基本的系统精简到很小的空间。其中的一个可行的方法就 是，重新用汇编写部分（或者全部？）代码。例如，用汇编写的简单的 http 服务器程序可能少于 600 bytes，这样呢可以把建立一个 webserver（包括一个内核和一个 httpd） ，大小只有 400KB 或者更小。是不是很爽？：）今天就学习到这里。下面就让我们
7、真正开始吧。=待续作者：luster摘要:GNU C/C+编译器（GCC）是一个 32-bit 的编译器，是 GNU 计划的核心，能非常好的支持 x86 体系结构，它支持在 C 程序里面嵌入汇编代码，这样看 来，寄存器可以自己指定也可以留给 gcc 来分配。 GCC 可以在多个平台下使用，除了 linux，还有*BSD, VSTa, OS/2, *DOS, Win*等等。3. 汇编器gcc 内嵌编译器GNU C/C+编译器（GCC）是一个 32-bit 的编译器，是 GNU 计划的核心，能非常好的支持 x86 体系结构，它支持在 C 程序里面嵌入汇编代码，这样看 来，寄存器可以自己指定也可以留
8、给 gcc 来分配。 GCC 可以在多个平台下使用，除了 linux，还有*BSD, VSTa, OS/2, *DOS, Win*等等。可以在 GNU FTP 站点下载 GCC。链接是：ftp:/prep.ai.mit.edu/pub/gnu/gcc/ 现在 GCC 已经分裂成两个分支(GCC 2.8 和 EGCS)，但是它们又重新合并了起来，GCC 的主页位于：http:/gcc.gnu.org.因为内核头文件中定义的一些汇编例程函数都是 extern inline 函数，所以 GCC 必须要加-O（或者-O2，-O3 等）编译标志，这样才能使得这些函数可以使用。否则，如果不加-O 标志，代
9、码也可以被编译，但是可能 link 会不正确。嵌入汇编语言可以通过“-fno-asm”来被禁止。不过通常来说，比较好的编译标志是如下的，这对于大多数的 x86 平台都是很不错的选择：gcc -O2 -fomit-frame-pointer -W -Wall-O2 在大部分情况下都是很好的代码优化级别。事实上，使用优化后会带来更多的编译时间，也会产生大一些地代码，而在速度上仅仅有一点点提高。-fomit-frame-pointer 允许产生的代码中跳过一些错误的 frame pointer maintenance,这样可以使得代码小一些而且快一些，而且会释放一些寄存器来获得更进一步的优化。-W
10、Wall 使得我们可以获得很多有用的 warning，这对于我们减少一些愚蠢的编码错误是非常有用的。我们还可以加一些编译参数来指明目标 CPU 的类型，这样就允许 GCC 来产生一些针对特定 CPU 的优化代码。在编译内核中使用指明 CPU 类型的参数是非常有用的。具体GCC 支持什么类型 CPU 优化，我们可以参考所使用的 GCC 的文档。GCC 对宏的支持GCC 允许而且要求你指明你的嵌入汇编代码使用的寄存器，这样编译器的优化器才能知道如何优化。因此，嵌入汇编代码通常是一些 patterns，而 不是真正的代码（exact code） 。因此，通常我们把汇编代码放到 CPP 的宏定义里面，
11、或者定义成 inline 函数，这样就可以方便的就像使用 C 函数或宏一样使用这些代码。 Inline 函数和宏非常相似，不过inline 函数比较起后者，使用起来更清晰。GASGAS 是 GNU 的汇编器，GCC 实际上也依赖它。我们可以在任何能下载 GCC 的地方找到这个实用工具，它通常位于一个名叫 binutils 的包里面。下面的 URL 给出了最新的版本：ftp:/ 是一个支持 32-bit 的 unix 环境下的汇编编译器，它使用标准的 AT&T 语法，它使用标准的 m68k 编译器的语法，这是 UNIX world 的标准。这个语法和 Intel 的语法不一样，如果你适应了这种语
12、法，那么你就会发现它也是很好用的。下面是一些 GAS 语法的主要特点： 所有的寄存器的名字都是以“%”最为前缀，所以可能的一些寄存器是%eax，%dl等等，而不是简单的 eax，dl 等。这样的话可以使得 C 语言中方便的嵌入一些汇编代码而不会有变量名字方面冲突的担心。 操作数的顺序也是相反的。例如要把 edx 寄存器的内容拷贝到 eax 寄存器里面的话，GAS 的语法是：mov %edx,%eax；而 Intel 平台下的汇编语句是：mov eax,edx。 操作数的尺寸作为一个后缀加在操作名的后面。B 表示(8-bit)byte,w 表示(16-bit) word，l 表示(32-bit)
13、 long。例如，上面例子中正确的语法应该是：movl %edx,%eax。不过，GAS 并不需要严格的 AT&T 语法，所以这个后缀可可以省略的，这时候编译器就自己根据操作数判断或者置为缺省的位宽 32-bit。 立即数需要一个“$”前缀符号，例如：addl $5,%eax。 如果没有操作数前缀，则表示它是内存地址，例如：movl $foo,%eax，把变量foo 的地址送到了%eax 寄存器。但是“movl foo,%eax”则把 foo 变量的内容送到 eax 寄存器中。已经有一些工具可以帮助你把你的使用 Intel 汇编语法的源程序转换成 AT&T 语法，或者做相反的转换。不过，已经有
14、的好消息是 Binutils 2.10 开始，GAS 已经可以支持 Intel 语法了。16-bit modeBinutils (2.9.1.0.25+) 可以全面支持 i386PC 体系下的 16-bit 模式（存储器和寻址） 。使用“.code16”和“.code32” 来切换汇编模式。还有很多的编译器，我们可以选择，明天再学习把。昨天晚上美国遭到恐怖袭击，去看电视直播去了。拜拜。今天到此。=作者：luster摘要:Netwide Assebler Project 计划提供了一个非常好用的 i386 汇编器，这个汇编器是用 C 写的，可以支持很多种对象文件格式。今天我们接着看看还有其他什么
15、可以选择的汇编编译器：NASMNetwide Assebler Project 计划提供了一个非常好用的 i386 汇编器，这个汇编器是用 C 写的，可以支持很多种对象文件格式。我们可以在下面的网址获得 nasm 最新的版本：http:/, http:/ Intel 方式的，集成了很好的对宏指令的支持。支持的 object 文件格式有：bin,a.out,coff,elf,as86,obj(DOS),win32,rdf 等。NASM 可以用作免费的LCC 编译器的 backend。除非你使用 16-bit 的编译器 BCC，否则，你可以很好的使用 NASM，而不必要去使用其他的 AS86 或者 MASM，因为 NASM 在几乎所有的平台上都可以很好
