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Wave
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内联汇编

Wave 的内联汇编使用 asm { ... } 块编写。它面向内核、UEFI 引导加载器、系统调用、端口 I/O 和 CPU 控制等低层代码。

当前目标包括 Linux x86_64/aarch64、Darwin x86_64/aarch64、Windows GNU x86_64，以及 freestanding x86_64/aarch64/riscv64。暂不支持 32 位目标。

基本形式​

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

字符串行是实际的汇编指令。in(...) 声明输入，out(...) 声明输出，clobber(...) 声明 asm 会修改的状态。

语句 asm​

语句 asm 用在不需要表达式值的位置。它可以有多个输出。

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

表达式 asm​

表达式 asm 会产生一个值，目前必须且只能有一个 out(...)。表达式 asm 中禁止使用 clobber("noreturn")。

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

操作数和约束​

操作数可以使用具体寄存器或约束类。x86_64 使用 rax, rbx, rcx, rdx, r8 ... r15；AArch64 使用 x0 ... x30 和 w0 ... w30；RISC-V 使用 a0, a1, t0, s0, ra, sp, xN。通用约束类包括 r, m, rm, i, ri, im, irm。同一个物理寄存器不能同时作为操作数和 clobber。

Clobber 契约​

clobber("memory") 表示 asm 可能读写内存。clobber("flags") 和 clobber("cc") 表示条件标志被修改。使用栈或 call/return 指令时需要 clobber("stack")。clobber("nostack") 承诺不使用栈。clobber("noreturn") 表示控制流不会返回当前块。stack 和 nostack 不能同时使用。

栈规则​

普通 asm 不应修改栈。call, push, pop, ret，直接使用 rsp/esp 或 sp，以及类似指令都需要 clobber("stack")。即使如此，返回前也必须恢复栈指针。

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

不返回的 asm​

jmp rax, jmp r11, br x0, jr ra 等间接跳转需要 clobber("noreturn")。带有该 clobber 的语句 asm 会用 unreachable 结束 IR 块。

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")
    }
}

局部标签​

跳转到局部标签仍位于同一个 asm/control-flow 路径中，因此不需要 noreturn。

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

输出目标​

稳定支持的输出目标是变量和指针变量的 deref。如果要输出到字段或数组，请先写入临时变量。

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

限制​

inline asm 始终被视为有副作用。复杂的栈操作仍可能被拒绝。函数指针和显式调用约定类型尚未稳定，因此 UEFI 服务调用目前仍可使用 asm 包装器。