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Inline-Assembly

Einführung​

Die Inline-Assembly von Wave wird mit asm { ... } geschrieben. Innerhalb von Wave-Code können Register, Speicher und Systemaufrufpfade direkt gesteuert werden.

Derzeit unterstützte Ziele:

  • Linux x86_64
  • Linux aarch64
  • macOS (Darwin) arm64
  • freestanding x86_64
  • freestanding aarch64
  • freestanding riscv64

Windows와 32비트 타깃은 아직 지원하지 않습니다.

Grundform​

asm kann sowohl als Anweisung als auch als Ausdruck verwendet werden.

asm {
    "Instruction"
    in("constraint_or_reg") Wert
    out("constraint_or_reg") Ziel
    clobber("item")
}

Komponenten:

  • Zeichenfolgenzeile: Tatsächliche Assembly-Befehle
  • in(...): Eingabe-Operanden
  • out(...): Ausgabe-Operanden
  • clobber(...): Hinweise auf zerstörte Register/Zustände/Speicher

asm Anweisung (Statement)​

Wenn kein Rückgabewert erforderlich ist, wird es als allgemeine Anweisung verwendet.

var ret: i64 = 0;
asm {
    "mov rax, 1"
    "syscall"
    in("rdi") 1
    in("rsi") msg_ptr
    in("rdx") 20
    out("rax") ret
}

Es können mehrere out(...) platziert werden.

asm Ausdruck (Expression)​

Kann als Ausdruck verwendet werden, der direkt einen Wert erzeugt.

var result: i64 = asm {
    "mov rax, 123"
    out("rax") result
};

Achtung:

  • Ein asm Ausdruck erlaubt genau 1 out(...).

in(...) / out(...) Einschränkung​

Die Zeichenfolgen von in("..."), out("...") sind entweder:

  1. Spezifische Register
  • 예: "rax", "rdi", "x0", "w1", "a0", "t0", "x10"
  1. Einschränkungsklasse (constraint class)
  • z.B.: "r", "m", "rm"

Beispiel:

in("r") &buf
out("rax") ret

Ausgabeziel (out(...) Zu diesem Zeitpunkt wird das folgende Muster für target`) empfohlen.

  • Variable: out("rax") ret
  • Zeiger-Dereferenzierung: out("rax") deref p

clobber(...)​

clobber(...) kann mehrere Elemente auf einmal annehmen und kann mehrmals verwendet werden.

asm {
    "xor rax, rax"
    clobber("rax")
    clobber("rcx", "rdx")
    clobber("memory")
}

Schlüsselpositionen:

  • Register: "rax", "x0" usw.
  • Spezielle: "memory", "cc" (zielabhängig interne Normalisierung)

Der Compiler fügt im konservativen Sicherheitsmodus automatisch ein Standard-clobber hinzu. (memory, flags/cc 계열 등; RISC-V freestanding에서는 주로 memory)

Operanden-Platzhalter ($0, $1, ...)​

Verwenden Sie $N, um auf Operanden innerhalb eines Befehl-Strings zu verweisen.

asm {
    "mov QWORD PTR [$0], 777"
    in("r") &buf
    clobber("memory")
}

Hinweis:

  • Die %0-Schreibweise wird intern in die $0-Schreibweise umgewandelt.

Unterstützter Umfang der Eingabeoperanden​

Der in(...)-Wert unterstützt derzeit die folgenden Formen.

  • Variablenbezeichner
  • Integer-Literale
  • String-Literale
  • &Bezeichner
  • deref Bezeichner
  • Negative Ganzzahlen/Gleitkomma-Literale

Da komplexe generische Ausdrücke eingeschränkt sein können, wird empfohlen, sie bei Bedarf in temporäre Variablen zu verpacken und zu übergeben.

Vorsichtsmaßnahmen​

Inline-Assembly umgeht teilweise den Schutz des Typsystems. Falsche Registerangaben, Einschränkungskonflikte und fehlende clobber-Anweisungen können zu fehlerhafter Codegenerierung oder Laufzeitfehlverhalten führen.

Empfehlungen:

  • Zuerst das Ziel-ABI und die Aufrufkonventionen festlegen
  • Eingabe-/Ausgaberegister und clobber explizit verwalten
  • Bei direktem Zugriff auf den Speicher auch clobber("memory") deklarieren