使用 `GCCs` 预处理器作为汇编器

Question

有各种开源汇编器，例如gas、nasm 和yasm。它们有不同的 pseudo-ops 和 macro 语法。对于许多开源项目，汇编程序经过预处理以替换常量和平台条件。

假设您可以使用所有当前的attributes 和#pragmas，gcc 创建汇编程序会有什么限制，不包括翻译性能（编译/汇编到二进制时间）？

我不是在谈论inline-assembly。

 #define MOV(RA,RB)  (OXFEB10000UL | RA << 16 | RB)  
 #define ADD(RA,RB)  (OXFEB20000UL | RA << 16 | RB)  
 #define RET         (OXFEB7ABCDUL)  

 unsigned long add4[] __attribute(section(".text")) =
 {
    ADD(R0,R1),
    ADD(R2,R3),
    MOV(R1,R2),
    ADD(R0,R1),
    RET()
 };

我相信使用指针算法可以模拟.和其他labels。也许这是一个XY problem；我试图理解为什么有这么多汇编程序。似乎一切都可以由预处理器完成，而汇编器确实是程序员的偏好；或者我缺少技术限制。

我想这可能与“使用汇编程序可以做的事情，而 shell code 无法做到的事情”有关。

编辑：我已将它从 C 重新标记为 compiler。我对汇编程序的技术细节感兴趣。它是简单的1-1 翻译和发射重定位（编译器会这样做）还是还有更多？正如我上面所概述的那样，我并不是要人们编写汇编程序。我试图了解汇编程序在做什么。我不相信有适合装配工的龙书。当然，预处理器不能自己创建binary，需要额外的机器；它只翻译文本。

Answer 1

我认为XY Problem 是错误的描述。问题更多的是“Concept A需要评估Concept B”。

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概念 A：什么是汇编程序？

参见：Assemblers and Loader，作者 David Solomon。 [一些智慧的珍珠，一些古老的琐事]

我很快发现这个领域缺乏文献。与存在大量文献的编译器相比，汇编器和加载器几乎没有写过。

一个汇编程序包括，

• Symbol table 有助于通过某些对象格式进行链接。
• Lexer 和 Parser 用于将文本转换为数据结构或直接转换为机器代码。
• Does 2 passes 用于最有效的分支和子例程调用。
• 一个操作码表。

汇编器通常是1-1 的翻译。但是，通常会存在几种分支和调用的变体；通常称为 long 和 short 版本。使用的操作码取决于到目的地的距离；需要一个两遍编译器来优化前向分支。^Harold暗示

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概念 B：将“C”预处理器用作汇编器。

“C”预处理器可以模拟的最好的是 1-pass 汇编器。一大类 CPU/指令可以这样编码；尽管宏可能很麻烦。不会有 listings 或 xrefs，但大多数人不会错过这些功能。此外，由于预处理器的限制，语法会很奇怪。处理地址修复将很困难，因为标签将通过使用指针或手动编码 #define 来重新使用“C”符号表作为标签偏移量。这将这种方法限制在basic block之外的任何地方。

大型汇编程序例程

YUV/RGB 转换或 MP3 解码等大型汇编程序例程极不可能以这种方式使用。

多架构代码

多架构代码很常见。例如，ARM wifi 芯片可能将其代码作为固件嵌入到 Linux 内核中。这种技术可能在这里有用。但是，为不同的架构使用单独的编译器/汇编器，然后使用objcopy 嵌入它们要明智得多。

自修改代码

这可能是最有用的。事实上，许多工具，例如链接器和加载器，都具有在运行时修补代码的高级功能。它还可以用于在运行时有条件地更改例程；函数指针几乎同样快速且易于理解，更不用说缓存一致性问题了。

另请参阅：Gold Blog，作者 Ian Lance Taylor。 [虽然他使用<templates>]

Answer 2

gcc 创建汇编器 [...] 有什么限制？

很多。我们使用汇编器进行汇编，使用 C 预处理器进行预处理是有原因的。

首先，正如您刚刚自己展示的那样，您不能使用普通的汇编语法，无论是 Intel 还是 AT&T 风格。你必须使用那些丑陋的括号。

其次，您所说的那些__attribute__ 指令与预处理器无关，它甚至无法识别它们。它们是对编译器的提示， 编译器将依次生成由这些属性（或不是）引导的汇编代码。

也许这是一个 XY 问题

这是肯定的。

我试图理解为什么有这么多汇编程序。

出于同样的原因，市面上有各种类型的编程语言、编译器、汽车和衣服：一种工具无法满足所有人的需求。人们是不同的，他们用他们的工具链做不同的事情，他们发现一个比另一个更容易使用（如果它不需要 AT&T 语法，我个人会使用 GNU 汇编器，我只是不能支持），等等