ARM 内联汇编：退出系统调用并从内存中读取值

Question

问题

我想在 Linux Android 设备上使用内联汇编在 ARM 中执行退出系统调用，并且我希望从内存中的某个位置读取退出值。

示例

如果不给出这个额外的参数，调用的宏看起来像：

#define ASM_EXIT() __asm__("mov     %r0, #1\n\t" \
                           "mov     %r7, #1\n\t" \
                           "swi     #0")

这个效果很好。 为了接受一个论点，我将其调整为：

#define ASM_EXIT(var) __asm__("mov     %r0, %0\n\t" \
                              "mov     %r7, #1\n\t" \
                              "swi     #0"          \
                              :                     \
                              : "r"(var))

我用以下方式称呼它：

#define GET_STATUS() (*(int*)(some_address)) //gets an integer from an address

ASM_EXIT(GET_STATUS());

错误

无效的“asm”：操作数超出范围

我无法解释为什么会出现此错误，因为我在上面的代码片段中使用了一个输入变量 (%0/var)。另外，我尝试过使用常规变量，但仍然遇到相同的错误。

Answer 1

扩展asm语法需要编写

%%

才能在asm输出中获得单个

%

。 例如对于 x86：

asm("inc %eax")                // bad: undeclared clobber
asm("inc %%eax" ::: "eax");    // safe but still useless :P

%r7

将

r7

视为操作数。 正如评论者所指出的，只需省略

%

，因为 ARM 不需要它们，即使使用 GNU

as

。

---

ARM 没有像 x86 那样在特定寄存器中请求操作数时受到特定寄存器限制。 （例如，x86 的 "a"

constraint

只允许编译器选择（的底部部分）rax）。您可以使用

register int var asm ("r7")

强制 var 使用特定寄存器，然后使用

"r"

约束并假设它将位于该寄存器中。 （这实际上是

register ... asm("regname")

支持的使用：https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Local-Register-Variables.html）这生成了高效的代码，避免了在 reg-reg 移动上浪费指令。 在 Godbolt 编译器资源管理器上查看它

：

__attribute__((noreturn)) static inline void ASM_EXIT(int status)
{
  register int status_r0 asm ("r0") = status;
  register int callno_r7 asm ("r7") = 1;
  asm volatile("swi  #0\n"
      : // "=r"(status_r0)  // exit doesn't return; other syscalls write r0
      : "r" (status_r0), "r" (callno_r7)
      : "memory"    // any side-effects on shared memory need to be done before this, not delayed until after
  );
  // __builtin_unreachable();  // optionally let GCC know the inline asm doesn't "return"
}

#define GET_STATUS() (*(int*)(some_address)) //gets an integer from an address

void foo(void) { ASM_EXIT(12); }
    push    {r7}    @            # gcc is still saving r7 before use, even though it sees the "noreturn" and doesn't generate a return
    movs    r0, #12 @ stat_r0,
    movs    r7, #1  @ callno,
    swi  #0
     # yes, it literally ends here, after the inlined noreturn

void bar(int status) { ASM_EXIT(status); }
    push    {r7}    @
    movs    r7, #1  @ callno,
    swi  #0                  # doesn't touch r0: already there as bar()'s first arg.

exit

 不会返回，但对于其他情况，编译器了解 reg 写入非常重要。  （它假设所有寄存器在 

asm

语句中保持其值，除非约束另有指示。）

我们不能在

"r0"

上声明一个 clobber，因为这会与编译器选择

"r0"

作为

status

的输入操作数发生冲突。 如果第一个参数的类型不是

int

或类似类型，则可以有两个

register ... asm("r0")

变量，其中一个用于返回值，用作

"=r"(retval)

输出，另一个作为

"r"(arg0)

输入.大多数 ISA 上的大多数操作系统（包括除 x86-64 之外的大多数 ISA 上的 Linux，其中

syscall

本身会破坏 RCX 和 R11）的系统调用 ABI 保留除返回值之外的所有寄存器。 所以只读输入约束对于R0以外的寄存器是正确的，不提及其他寄存器也是正确的。

由于您始终希望从内存中读取值，因此您可以使用 

"m"

约束并在内联汇编中包含

---

ldr

。 那么您就不需要

register int var asm("r0")

技巧来避免该操作数浪费

mov

。 但一般来说，最好只是要求编译器将您的输入获取到您想要的寄存器中，并且仅在您的

svc

语句中包装一条特殊指令，例如

asm

。 （并告诉编译器输出是在哪里产生的。）

mov  r7, #1

也可能并不总是需要，这就是为什么我也使用

register asm()

语法。 如果 gcc 想要在函数中其他位置的寄存器中使用

1

常量，它可以在

r7

中完成，因此它已经存在于 ASM_EXIT 中。

任何时候 GNU C 内联汇编语句的第一个或最后一个指令是 

mov

指令，可能有一种方法可以通过更好的约束来删除它们。

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