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Linux 汇编语言开发指南级别: 初级肖文鹏 (xiaowp@ ), 北京理工大学计算机系硕士研究生 2003 年 7 月 03 日汇编语言的优点是速度快,可以直接对硬件进行操作,这对诸如图形处理等关键应用是非常重要的。 Linux 是一个用 C 语言开发的操作系统,这使得很多程序员开始忘记在 Linux 中还可以直接使用汇编这一底层语言来优化程序的性能。本文为那些在 Linux 平台上编写汇编代码的程序员提供指南,介绍 Linux 汇编语言的语法格式和开发工具,并辅以具体的例子讲述如何开发实用的 Linux 汇编程序。一、简介作为最基本的编程语言之一,汇编语言虽然应用的范围不算很广,但重要性却勿庸置疑,因为它能够完成许多其它语言所无法完成的功能。就拿 Linux 内核来讲,虽然绝大部分代码是用 C 语言编写的,但仍然不可避免地在某些关键地方使用了汇编代码,其中主要是在 Linux 的启动部分。由于这部分代码与硬件的关系非常密切,即使是 C 语言也会有些力不从心,而汇编语言则能够很好扬长避短,最大限度地发挥硬件的性能。大多数情况下 Linux 程序员不需要使用汇编语言,因为即便是硬件驱动这样的底层程序在 Linux 操作系统中也可以用完全用 C 语言来实现,再加上 GCC 这一优秀的编译器目前已经能够对最终生成的代码进行很好的优化,的确有足够的理由让我们可以暂时将汇编语言抛在一边了。但实现情况是 Linux 程序员有时还是需要使用汇编,或者不得不使用汇编,理由很简单:精简、高效和 libc 无关性。假设要移植 Linux 到某一特定的嵌入式硬件环境下,首先必然面临如何减少系统大小、提高执行效率等问题,此时或许只有汇编语言能帮上忙了。汇编语言直接同计算机的底层软件甚至硬件进行交互,它具有如下一些优点: ?能够直接访问与硬件相关的存储器或 I/O 端口; ?能够不受编译器的限制,对生成的二进制代码进行完全的控制; ?能够对关键代码进行更准确的控制,避免因线程共同访问或者硬件设备共享引起的死锁; ?能够根据特定的应用对代码做最佳的优化,提高运行速度; ?能够最大限度地发挥硬件的功能。同时还应该认识到,汇编语言是一种层次非常低的语言,它仅仅高于直接手工编写二进制的机器指令码,因此不可避免地存在一些缺点: ?编写的代码非常难懂,不好维护; ?很容易产生 bug ,难于调试; ?只能针对特定的体系结构和处理器进行优化; ?开发效率很低,时间长且单调。 Linux 下用汇编语言编写的代码具有两种不同的形式。第一种是完全的汇编代码,指的是整个程序全部用汇编语言编写。尽管是完全的汇编代码, Linux 平台下的汇编工具也吸收了 C 语言的长处,使得程序员可以使用 #include 、#ifdef 等预处理指令,并能够通过宏定义来简化代码。第二种是内嵌的汇编代码,指的是可以嵌入到 C语言程序中的汇编代码片段。虽然 ANSI 的 C 语言标准中没有关于内嵌汇编代码的相应规定,但各种实际使用的 C 编译器都做了这方面的扩充,这其中当然就包括 Linux 平台下的 GCC 。二、 Linux 汇编语法格式绝大多数 Linux 程序员以前只接触过 DOS/Windows 下的汇编语言,这些汇编代码都是 Inte