linux内核bitmap之setbit汇编实现

内核版本:kernel 0.12

首先看一段代码,下面这段代码来自内核版本0.12的mm/swap.c中:

c 复制代码
// mm/swap.c
#define bitop(name,op) \
    static inline int name(char * addr,unsigned int nr) \
{ \
    int __res; \
    __asm__ __volatile__("bt" op " %1,%2; adcl $0,%0" \
            :"=g" (__res) \
            :"r" (nr),"m" (*(addr)),"0" (0)); \
    return __res; \
}

bitop(bit,"")
bitop(setbit,"s")
bitop(clrbit,"r")

这段代码通过宏定义了三个位操作函数,分别是 bit() 测试位,setbit() 置位,clrbit() 清除位。

将上述代码进行改造,对setbit()封装后:

c 复制代码
// main.c
#define bitop(name,op) \
    static inline int name(char * addr,unsigned int nr) \
{ \
    int __res; \
    __asm__ __volatile__("bt" op " %1,%2; adcl $0,%0" \
            :"=g" (__res) \
            :"r" (nr),"m" (*(addr)),"0" (0)); \
    return __res; \
}

bitop(setbit,"s")
    
int do_setbit(char *addr, unsigned int nr)
{
    return setbit(addr, nr);
}

反汇编后:

执行gcc -c -o main.o main.c && objdump -s -d main.o

c 复制代码
0000000000000000 <setbit>:
   0:	55                   	push   %rbp
   1:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
   4:	48 89 7d e8          	mov    %rdi,-0x18(%rbp)
   8:	89 75 e4             	mov    %esi,-0x1c(%rbp)
   b:	8b 55 e4             	mov    -0x1c(%rbp),%edx
   e:	48 8b 4d e8          	mov    -0x18(%rbp),%rcx
  12:	b8 00 00 00 00       	mov    $0x0,%eax       // (1) 清零eax
  17:	b8 00 00 00 00       	mov    $0x0,%eax
  1c:	0f ab 11             	bts    %edx,(%rcx)     // (2) bts 置位
  1f:	83 d0 00             	adc    $0x0,%eax       // (3) adc: eax = eax + 0 + CF
  22:	89 45 fc             	mov    %eax,-0x4(%rbp)
  25:	8b 45 fc             	mov    -0x4(%rbp),%eax
  28:	5d                   	pop    %rbp
  29:	c3                   	retq   

000000000000002a <do_setbit>:
  2a:	55                   	push   %rbp
  2b:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
  2e:	48 83 ec 10          	sub    $0x10,%rsp
  32:	48 89 7d f8          	mov    %rdi,-0x8(%rbp)
  36:	89 75 f4             	mov    %esi,-0xc(%rbp)
  39:	8b 55 f4             	mov    -0xc(%rbp),%edx
  3c:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  40:	89 d6                	mov    %edx,%esi
  42:	48 89 c7             	mov    %rax,%rdi
  45:	e8 b6 ff ff ff       	callq  0 <setbit>
  4a:	c9                   	leaveq 
  4b:	c3                   	retq 

bt: 表示 Bit Test,测试并用原值设置进位值
bts : 表示 Bit Test and Set,设置比特位(设为 1)并用原值设置进位值
btr: 表示 Bit Test and Reset,复位比特位(设为 0)并用原值设置进位值

可以看到在setbit()中最重要的几步:

(1) 清零eax: "0" (0)

(2) bts 置位: "bt" op " %1,%2

(3) adc: eax = eax + 0 + 溢出标记CFadcl $0,%0

c语言内联汇编语法含义:

c 复制代码
__asm__("汇编语句"
     :输出寄存器
     :输入寄存器
     :会被修改的寄存器
     )

 "="    操作数在指令中是只写的 (输出操作数)
 "r"    通用寄存器, 也就是eax,ebx,ecx,edx,esi,edi中的一个
 "m"    内存变量
 "g"    通用寄存器, 或者内存变量
 "0-9"  表示用它限制的操作数与某个指定的操作数匹配,
        注意作为限定符字母的 %0-%9 与指令中的 "0"-"9" 的区别,
        前者代表操作数, 后者描述操作数.

  %0, %1, %2 分别代表: __res, nr, *addr
  adcl $0,%0 表示: 将 __res(%0) 加上立即数 0($0) 后, 将结果放入 __res(%0) 中
  "0" (0) : 第一个"0"表示__res, 第二(0)表示常量0, 整个语句意思是将__res初始化为0, 相当于 __res = 0

参考:

bt/bts/btr 指令

AT&T中的bt汇编指令

GCC 内联汇编

相关推荐
kunge201326 分钟前
Ubuntu22.04 安装virtualbox7.1
linux·virtualbox
清溪54926 分钟前
DVWA中级
linux
MUY09901 小时前
应用控制技术、内容审计技术、AAA服务器技术
运维·服务器
楠奕1 小时前
elasticsearch8.12.0安装分词
运维·jenkins
Sadsvit1 小时前
源码编译安装LAMP架构并部署WordPress(CentOS 7)
linux·运维·服务器·架构·centos
xiaok1 小时前
为什么 lsof 显示多个 nginx 都在 “使用 443”?
linux
java资料站1 小时前
Jenkins
运维·jenkins
苦学编程的谢2 小时前
Linux
linux·运维·服务器
G_H_S_3_2 小时前
【网络运维】Linux 文本处理利器:sed 命令
linux·运维·网络·操作文本
Linux运维技术栈2 小时前
多系统 Node.js 环境自动化部署脚本:从 Ubuntu 到 CentOS,再到版本自由定制
linux·ubuntu·centos·node.js·自动化