GNU彙編器 irp和 macro

最近從u-boot中摘了一段**出來（源於kernel），這段**作用是用軟體（彙編）實現除法和取模運算，因為有些老的cpu是沒有相關的硬體指令的。在編譯的時候，彙編器報了一些錯誤，這些錯誤都是同一型別，這裡僅列出其中的乙個：error: bad instruction 'reteq lr'。

錯誤本身還是比較好理解的，arm32是沒有ret指令的。但讓人不理解的是為什麼這段**在u-boot中可以編譯通過。直到我看到了這麼一段彙編**：

/* * we only support cores that support at least thumb-1 and thus we use * 'bx lr' */.irp c,,eq,ne,cs,cc,mi,pl,vs,vc,hi,ls,ge,lt,gt,le,hs,lo .macro ret\c, reg .ifeqs "\reg", "lr" bx\c \reg .else mov\c pc, \reg .endif .endm

.endr

初看這段**可能覺得有些奇怪，且看下文一一分解。

首先是.irp的用法：.irp symbol,values . . .

symbol是符號，values 是一串值，這一串值會被逐一賦給symbol，在引用symbol需要加上斜槓，即\symbol。舉例來說，彙編下面這段**：

.irp param,1,2,3 move d\param,sp@-

.endr

等價於彙編：

move d1,sp@- move d2,sp@-

move d3,sp@-

彙編巨集可能更為常見，其用法如下（乙個帶參，乙個不帶參）：

.macro macname

.macro macname macargs ...

macname為巨集名，如果巨集帶參的話，引數之間以空格或逗號隔開。對於巨集引數，可以通過在其後新增:req來表明引用巨集時，該引數必須賦乙個非空值；也可以新增:vararg來表明引用巨集時，該引數接收所有剩下的引用時傳參；還可以新增=deflt來給引數指定乙個值為deflt的預設預設值。引用巨集時，按照定義時的引數順序傳參（如果有的話）即可。當然，也可以按照macname=value的形式傳參，這時就不必按照定義時的引數順序了。

看乙個具體的例子，巨集定義如下：

.macro sum from=0, to=5
.long \from
.if \to-\from
sum "(\from+1)",\to
.endif
.endm

使用sum 0, 3或等價的形式sum to=3, from=0來引用巨集，那麼可以得到如下的結果：

.long 0 .long 1 .long 2

.long 3

此時，再回到第1節中的那段**：

.irp c,,eq,ne,cs,cc,mi,pl,vs,vc,hi,ls,ge,lt,gt,le,hs,lo .macro ret\c, reg .ifeqs "\reg", "lr" bx\c \reg .else mov\c pc, \reg .endif .endm

.endr

通過.irp定義的符號c（條件碼）擁有一系列的取值，如eq、ne等，還要注意最開始的那個空值。在.irq和.endr之間的那一段是乙個巨集定義，當我們將那一系列的值賦給c時，就可以得到一系列的彙編巨集：

.macro ret, reg .ifeqs "\reg", "lr" bx \reg .else mov pc, \reg .endif .endm .macro reteq, reg .ifeqs "\reg", "lr" bxeq \reg .else moveq pc, \reg .endif .endm

......(不再列出)

至此一切真相大白，reteq lr中的reteq是乙個巨集，由於引數是lr，因此該巨集引用會被替換為bxeq lr，而bx指令當然屬於arm32指令集，也就能夠編譯通過了。

為什麼要搞這麼一套，而不直接使用bx指令呢？u-boot裡面的用法不太容易看出來原因，不妨將目光轉向kernel：

.irp c,,eq,ne,cs,cc,mi,pl,vs,vc,hi,ls,ge,lt,gt,le,hs,lo .macro ret\c, reg #if __linux_arm_arch__ < 6 mov\c pc, \reg #else .ifeqs "\reg", "lr" bx\c \reg .else mov\c pc, \reg .endif #endif .endm

.endr

kernel既要支援比較老的arm晶元，也要支援比較新的。而老的晶元可能不支援thumb指令，函式返回使用mov pc, lr，而新的晶元則使用bx lr。在原始碼裡面，對每個彙編巨集進行條件編譯實在是不合理，而使用.irp和.macro可以不重複的使用非常少的**完成這一任務，彙編源中只需要統一使用ret巨集，豈不美哉！

[1] gnu官方文件

GNU彙編器 irp和 macro

ARM的ADS彙編器與GCC彙編器

ARM彙編器與GCC彙編器支援的組合語言差別

實現乙個彙編器

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