在iOS中如何使用汇编语言

本文将系统地介绍如何利用XCode在iOS设备上使用汇编语言。

一、创建汇编源文件：

在你的XCode项目中存放源文件的目录下鼠标（或触控板）右键，选择New File。然后在左侧的iOS那栏里选择Other，在右边你会看到Assembly File，选中它，然后命名，以.s作为后缀。

二、编写汇编代码：
 

然后可以尝试以下代码：

/*
 * arm7.asm
 * Test
 *
 * Created by Zenny Chen on 4/24/10.
 * Copyright 2010 GreenGames Studio. All rights reserved.
 */

.text
.align 4
.globl _my_arm_test
.globl _my_thumb_test


.arm

_my_arm_test:

    vdup.32     q0, r0
    qadd8       r0, r1, r2
    add         r0, r0, LSL #2
    bx          lr


.thumb
.thumb_func _my_thumb_test

_my_thumb_test:

    movw       r1, #1001
    rev16      r0, r1
    bx         lr

这里要注意的是Apple所采用的ARM汇编器遵循GNU Assembler规范。其中，我们可以看到，汇编文件里的注释可以采用C语言标准的注释方式，也可以用C++标准的//注释方式。

.text表示代码正文部分。

.align根据不同的汇编器会有不同的行为，像这里的.align4可能表示4字节对齐，也可能表示16字节对齐。

GAS规范中表示，可以用.global或.globl来标注全局函数。在Apple的Assembler中仅支持.globl。函数名前要加下划线。

.arm表示后面的函数中的指令都是arm指令。而.thumb表示后面函数中的指令都是thumb或thumb-2指令。其中，如果一个函数是用thumb写的，那么必须用.thumb_func修饰，否则连接器在连接符号时会有问题。

上述代码中，_my_arm_test分别使用了一条NEON指令，一条ARMv6指令和两条ARMv5TE指令。而_my_thumb_test中则分别使用了一条ARMv7 Thumb-2指令、一条ARMv6指令和一条ARMv5TE指令。

另外，Apple LLVM汇编器中的条件预处理与C语言用的也几乎一样。可以使用#if、#else、#endif、#ifdef、#ifndef、#elif等等。另外，在架构标识上也统一使用了标准的架构标识符，比如：__i386__表示x86处理器架构；__x86_64__表示64位的x86处理器；__arm__表示ARM架构的处理器；__arm64__表示64位ARM架构处理器。下面给出一个示例代码：

.text
.align 2

.globl _MyASMTest


#if  defined(__i386__) || defined(__x86_64__)

_MyASMTest:
    xor    %eax, %eax
    ret

#elif defined(__arm__)

_MyASMTest:
    eor     r1, r0, r0
    bx      lr

#elif defined(__arm64__)

_MyASMTest:
    eor    x1, x0, x0
    ret

#endif

如果要查看当前架构下的所有子架构所预定义的宏，那么可以使用以下控制台命令：

clang -arch arm64 -E -dM - < /dev/null

这将输出当前所有arm64架构下预定义的宏。

 

三、在C/C++或Objective C/C++中调用汇编函数

如何在你的C/C++源文件中调用汇编写的函数呢？其实这跟调用普通的C函数一样。

extern int my_arm_test(int a, int b, int c);
extern int my_thumb_test(int a, int b);


void my_test(void)
{
    printf("ARM value: %d\n", my_arm_test(10, 20, 30));
    printf("Thumb value: %d\n", my_thumb_test(10, 20));
}

 
我们可以看到，这里函数名前的下划线没有了。这里不需要，而且也不能加下划线。 
 

由于当前Apple的ARM汇编器尚未完全支持Thumb-2指令集，像.w后缀就全都没有支持。但Apple LLVM3.0和LLVM-GCC支持。因此我们可以采用在C/C++中以内联汇编的方式来写。详细请参考——在LLVM的C语言编译器中内联纯汇编函数的注意事项。而Xcode4.5之后，Thumb-2已经支持得非常良好了。现在Xcode自带的汇编器还不支持Thumb-EE，不过它已经成为过时的指令集了，我们也无需深入研究，呵呵。

Apple LLVM 5.1开始，对ARMv7、VFPv4以及ARM64都已经完整支持了。下面再进一步介绍iOS中ARMv7以及ARM64下的ABI：

ARMv7中，对于通用寄存器，自己写的过程中需要保护R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11以及R14寄存器；NEON寄存器需要保存Q4、Q5、Q6、Q7寄存器。

ARM64模式下，通用寄存器X18、X30不能被使用。而需要被自己写的过程所保护的是：X19、X20、X21、X22、X23、X24、X25、X26、X27、X28、X29寄存器；而SIMD寄存器需要保护的是V8、V9、V10、V11、V12、V13、V14、V15。