Essential Linu Device Driver附录A Linu汇编.doc

Essential Linux Device Driver附录A . Linux汇编 设备驱动程序有时需要用汇编实现一些代码片断，因此让我们看看Linux上汇编编程的不同特性。 图A.1显示了Linux在PC兼容系统上的引导顺序，是第2章“内核一瞥”中图2.1的缩减版。图中的固件组件是用不同的汇编语法实现的： · BIOS通常全部用汇编编写。一些流行的PC BIOS使用像Microsoft Macro Assembler （MASM）这样的汇编来编码。 · Linux 引导程序，像LILO和GRUB用C与汇编混合编写。SYSLINUX引导程序整个用Netwide Assembler（NASM）汇编编写。 · 实模式的Linux启动代码使用GNU汇编器（GAS）编码。 · 保护模式的BIOS调用用内联汇编编写。内联汇编是GCC支持的结构，在C语句之间插入汇编。 图 A.1. 固件组件与汇编语法 在图A.1中，上面的两个组件通常遵守基于Intel的汇编语法，而下面的两个用ART（或GAS）语法来编码。也有一些例外，GRUB的汇编部分就使用GAS。 为了演示这两种语法之间的差异，考虑如下输出一个字节到并口的代码。在BIOS或引导程序所使用的Intel格式中，你将会编写代码： mov dx, 03BCh ;0x3BC is the I/O address of the parallel port mov al, 0ABh ;0xAB is the data to be output out dx, al ;Send data to the parallel port 然而，如果你想从Linux实模式启动代码中完成同样的工作，你将需要编写如下代码： movw $0x3BC, %dx movb $0xAB, %al outb %al, %dx 你会发现，不像Intel格式，在ATT语法中，首先出现的是源操作数，目的操作数在其后。ATT格式中的寄存器名字由%开始，立即数用$开始。ATT的操作码为了指定内存操作数的宽度，都带有后缀如b（针对字节）和w（针对字）；而Intel语法中通过查看操作数而不是操作码来实现此目的。在Intel语法中，为了移动指针引用，你需要为操作数指定前缀，如byte ptr。 学习ATT语法的益处是它被GAS和内联GCC所支持，而GAS和GCC不仅运行于基于Intel的系统上，也运行于各种处理器架构。 下面，让我们使用GCC内联汇编重写前面的代码片断，它是你在保护模式的内核将要用到的： unsigned short port = 0x3BC; unsigned char data = 0xAB; asm(outb %%al, %%dx\n\t : : a (data), d (port) ); GCC支持的汇编格式通常如下: asm(assembly : output operand constraints : input operand constraints : clobbered operand specifier ); 在操作数项，a，b，c，d，S和D分别代表EAX，EBX，ECX，EDX，ESI和EDI寄存器。输入操作数constraint用于在执行汇编指令之前，将数据从提供的变量里拷贝至寄存器。关于GCC内联汇编语法的细节请查看GCC 内联汇编指南（/gferg/ldp/GCC-Inline-Assembly-HOWTO.html）。 在我们的例子中，唯一用到的constraint是针对输入操作数的。此约束有效地拷贝data的值至AL寄存器，以及port的值至DX寄存器。在内联汇编中，寄存器名由%%开始，因为%被用于指定提供的操作数。%i代表第i个操作数，因此，在前面的例子内联汇编代码片断中，如果你想指定data和port，可以分别使用%0和%1。 为了对内联汇编转换有更清晰的了解，让我们看看对应于前面的内联汇编片断、通过提供-s命令行参数给GCC，由编译器产生的汇编代码。为了理解，请阅读针对产生的每行代码的注释： movw $956, -2(%ebp) # Value of data in stack set to 0x3BC movb $-85, -3(%ebp) # Value of port in stack set to 0xAB movb -3(%ebp), %al # movb 0xAB, %al movw -2(%ebp), %dx # movw 0x3BC, %dx #APP # Marker to note start of inline assembly outb %al, %dx # Write to parallel port #NO_APP # Marker to note e