如何安全地將內聯彙編與基底指標暫存器 (RBP) 結合使用以避免分段錯誤？

使用內聯彙編和基底指標暫存器

內聯彙編提供了一種將小片段彙編程式碼直接嵌入到更高層級程式設計中的機制語言。它允許開發人員存取特定於硬體的指令並優化程式碼效能。然而，使用內聯彙編需要對所使用的高階語言和彙編語言有深入的了解。

基指標暫存器（RBP）問題

In在提供的C 程式碼中，內聯彙編區塊用於對從基址指標暫存器(%rbp) 訪問的變數執行操作。但是，此程式碼在內聯彙編後嘗試存取變數時遇到分段錯誤。

分段錯誤的原因

發生分段錯誤是因為內聯彙編執行%rsp 下面的“紅色區域”，GCC 儲存重要值的地方。內嵌組合語句 Pushq %rbp 將 %rsp 減 8 並將資料寫入該位置，以覆寫 &x 所引用的變數的低 32 位元。

解

要解決此問題，程式碼應避免使用與紅色區域重疊的內嵌程式集中的暫存空間。相反，它應該：

• 從內聯彙編中分配堆疊記憶體並將其用於暫存空間。
• 使用「m」輸出運算元作為暫存空間，這將相對於RBP 或 RSP。
• 聲明必要的 clobbers以通知編譯器需要保存和恢復

更正程式碼範例

void Foo(int &x)
{
    int tmp;
    long tmplong;
    asm volatile (
        "lea -16 + %[mem1], %%rbp\n"
        "imul , %%rbp, %q[reg1]\n"  // 64-bit name (q modifier)
        "add %k[reg1], %k[reg1]\n"     // 32-bit name (k modifier)
        "movl , %[mem1]\n"           // Write to scratch memory
        : [mem1] "=m" (tmp), [reg1] "=r" (tmplong)
        :
        : "%rbp" // Inform compiler about clobbered register
    );
    x = 5;
}

內聯彙編的最佳實踐

一般建議盡量減少內聯彙編的使用，並且僅在必要時才使用它。通常可以透過編寫利用編譯器最佳化的高效 C 或 C 程式碼來實現最佳效能。使用內聯彙編時，應保持小而簡潔，並具有明確定義的輸入和輸出約束，以向編譯器傳達預期效果。

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