本文总结内联汇编的基本用法和应用举例。

1 内联汇编语法格式

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asm [volatile] (
    "汇编指令"
    : 输出操作数列表
    : 输入操作数列表
    : 被破坏的寄存器列表
);

1.1 内联汇编参数说明

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#include <stdio.h>                                                                                                                                                                                                                 

int add(int a, int b)
{
    int res;
    asm volatile(
        "addl %1, %2 \n\t"
        "movl %2, %0 \n\t"
        : "=r"(res)
        : "r"(a), "r"(b));
    return res;
}

int main(void)
{
    int result = add(1, 2);
    printf("result: %d\n", result);

    return 0;
}

代码说明：该代码为GCC内联汇编，汇编格式为AT&T。

1. 内联汇编代码说明

• 引号包含的内容为汇编语言。此处第7，8行为汇编代码。其中%0, %1, %2为占位符，占位符将在后续说明。
• 内联汇编中，若有多行代码，一般使用\n\t分隔（也可以写在同一行，使用分好分隔）；
• 此处%0表示的是第一个输出操作数。%1为第一个输入操作数，%2为第二个输入操作数。

2. 输出操作数列表

• 汇编代码结束后，紧挨着的一个冒号(:)后就是输出操作数列表；
• 输出操作数可以为空，但是即使输出操作数列表为空，冒号却不能省略；
• 若有多个输出操作数，多个输出操作数之间使用逗号(,)分隔。

3. 输入操作数列表

• 输出操作数列表后紧挨着的一个冒号(:)后就是输入操作数列表；
• 输入操作数可以为空，但是即使输出操作数列表为空，冒号却不能省略；
• 若有多个输入操作数，多个操作数之间使用逗号(,)分隔。

4. 被破坏的寄存器列表

• 若存在被破坏的寄存器列表，放在输入操作列表后。
• 若被破坏的寄存器列表为空，则冒号可以省略；

1.2 内联汇编中符号的功能

1.2.1 占位符

在内联汇编中，%0、%1、%2 等是占位符（placeholders），代表操作数列表中各个操作数的引用。它们按照操作数在列表中的顺序进行编号。

编号规则：

• 从0开始编号
• 先从输出操作数开始，依次编号。
• 编号顺序为：第一个输出操作数为%0，第二个输出操作数为%1，然后依次编号输入操作数。输出操作数编号完毕后，紧接着编号输入操作数。

1.2.2 修饰符

修饰符用于控制输入操作数列表，输出操作数列表和被破坏寄存器列表，可以多个修饰符共同使用。

2 内联汇编实例

2.1 x86内联汇编实例

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static inline int a_cas(volatile int *p, int t, int s)
{
    __asm__ __volatile__ (
        "lock ; cmpxchg %3, %1"
        : "=a"(t), "=m"(*p) 
        : "a"(t), "r"(s) 
        : "memory" );
    return t;
}

代码含义说明：

• %0表示输出参数t，%1表示输出参数*p，%2表示输入参数t，%3表示输入参数s。

• %0 和 %2 都关联到同一个 C 变量 t，但含义不同：%2 是输入，提供期望值；%0 是输出，将操作后的实际值写回 t。"=a"(t)表示将通用寄存器EAX的值写入到输出参数t中。“a”(t)表示将输入参数t的保存到通用寄存器EAX中。

• %1 被声明为 =m（输出），同时又被隐含地作为 CMPXCHG 的目的操作数，会被修改。虽然未在输入列表中显式出现，但 "memory" 破坏描述符同样确保了编译器不会在此前后缓存该内存的值。

• *(void *volatile *)p 这个写法：先将 p 强制转换为 void *volatile * 类型（即指向 volatile void* 的指针），再解引用，从而操作一个指针大小的内存单元，并告知编译器该内存是易变的。

• 函数功能说明：原子的比较 *p（即地址 p 处存放的指针值）是否等于 t，如果相等则将其替换为 s；*无论成功与否，最终都返回 p 在操作前的实际值。

• 返回值的行为是标准 CAS 的一种形式：函数返回旧值，调用方通过判断 返回值 == t 来得知是否交换成功。