Перейти к основному содержимому
Wave
GitHub

Встроенный ассемблер

Встроенный ассемблер Wave записывается блоком asm { ... }. Он предназначен для низкоуровневого кода: ядер, загрузчиков UEFI, системных вызовов, портового I/O и управления CPU.

Текущие цели: Linux x86_64/aarch64, Darwin x86_64/aarch64, Windows GNU x86_64 и freestanding x86_64/aarch64/riscv64. 32-битные цели пока не поддерживаются.

Базовая форма​

asm {
    "instruction"
    in("constraint_or_reg") value
    out("constraint_or_reg") target
    clobber("item")
}

Строки являются инструкциями ассемблера. in(...) объявляет входы, out(...) выходы, а clobber(...) состояние, которое изменяет asm.

asm-оператор​

asm-оператор используется там, где не нужен результат выражения. Он может иметь несколько выходов.

let mut ret: i64 = 0;
asm {
    "mov rax, 39"
    "syscall"
    out("rax") ret
    clobber("memory")
    clobber("flags")
}

asm-выражение​

asm-выражение производит значение и сейчас требует ровно один out(...). clobber("noreturn") в asm-выражении запрещён.

let mut value: i64 = 0;
value = asm {
    "mov rax, 123"
    out("rax") value
};

Операнды и ограничения​

Операнды могут использовать конкретные регистры или классы ограничений. x86_64 использует rax, rbx, rcx, rdx, r8 ... r15; AArch64 использует x0 ... x30 и w0 ... w30; RISC-V использует a0, a1, t0, s0, ra, sp и xN. Общие классы: r, m, rm, i, ri, im, irm. Один физический регистр не может одновременно быть операндом и clobber.

Контракт clobber​

clobber("memory") означает, что asm может читать или писать память. clobber("flags") и clobber("cc") означают изменение флагов. clobber("stack") нужен при использовании стека или инструкций call/return. clobber("nostack") обещает не трогать стек. clobber("noreturn") означает, что управление не возвращается в текущий блок. stack и nostack нельзя сочетать.

Дисциплина стека​

Обычный asm не должен изменять стек. call, push, pop, ret, прямой доступ к rsp/esp или sp и похожие инструкции требуют clobber("stack"). Даже тогда указатель стека должен быть восстановлен перед возвратом.

asm {
    "sub rsp, 8"
    "add rsp, 8"
    clobber("stack")
}

asm без возврата​

Косвенные переходы вроде jmp rax, jmp r11, br x0 или jr ra требуют clobber("noreturn"). asm-оператор с таким clobber завершает IR-блок инструкцией unreachable.

fun jump_to_kernel(entry: u64, boot_info: ptr<u8>, stack_top: u64) {
    asm {
        "mov rsp, rdx"
        "and rsp, -16"
        "mov rdi, rcx"
        "jmp rbx"
        in("rbx") entry
        in("rcx") boot_info
        in("rdx") stack_top
        clobber("stack")
        clobber("noreturn")
    }
}

Локальные метки​

Переход к локальной метке остаётся внутри того же asm/control-flow пути и не требует noreturn.

asm {
    "jmp 1f"
    "1:"
}

Цели вывода​

Стабильные цели вывода — переменные и deref переменных-указателей. Для полей или массивов сначала выводите во временную переменную.

out("rax") value
out("rax") deref ptr

Ограничения​

Inline asm всегда считается имеющим побочные эффекты. Сложные манипуляции стеком всё ещё могут быть отклонены. Указатели на функции и явные типы calling convention пока нестабильны, поэтому вызовы сервисов UEFI могут временно использовать asm-обёртки.