インラインアセンブラ

D言語はシステム・プログラミング言語であり、インライン・アセンブラを提供する。 アセンブラを提供している。 インライン・アセンブラは、同じCPUファミリーのD実装で標準化されている。 インライン・アセンブラは、同じCPUファミリーのD実装で標準化されている。 インライン・アセンブラは、Win32 Dコンパイラ用のインライン・アセンブラと構文互換性がある。 インライン・アセンブラと構文互換性がある。

しかし、異なるアーキテクチャー上のD実装は、メモリモデル、関数のコール/リターン規則、アセンブラを自由に変更することができる。 メモリモデル、関数の呼び出し/戻り値の規則、引数の受け渡し規則などを自由に変更することができる、 引数の受け渡し規則などを自由に変更することができる。

この文書では、x86 およびx86_64 のインライン・アセンブラの実装について説明する。 インライン・アセンブラの実装について説明する。コンパイラが提供するインライン・アセンブラ・プラットフォームのサポートは、 および で示される。 が提供するインライン・アセンブラのプラットフォーム・サポートは、それぞれD_InlineAsm_X86 と D_InlineAsm_X86_64 バージョン識別子で示される。

Asmステートメント

AsmStatement:
    asm FunctionAttributesopt { AsmInstructionListopt }

AsmInstructionList:
    AsmInstruction ;
    AsmInstruction ; AsmInstructionList

アセンブラ命令は、asm ブロック内に配置されなければならない。 関数と同様に、asm ステートメントは、呼び出し元と互換性があるように、適切な関数属性でアノテーションされなければならない。 asm文の属性は明示的に定義されなければならない。

void func1() pure nothrow @safe @nogc
{
    asm pure nothrow @trusted @nogc
    {}
}

void func2() @safe @nogc
{
    asm @nogc // エラー: asm文は@systemであると仮定される - そうでない場合は'@trusted'でマークする
    {}
}

asm命令

AsmInstruction:
    Identifier : AsmInstruction
    align IntegerExpression
    even
    naked
    db Operands
    ds Operands
    di Operands
    dl Operands
    df Operands
    dd Operands
    de Operands
    db StringLiteral
    ds StringLiteral
    di StringLiteral
    dl StringLiteral
    dw StringLiteral
    dq StringLiteral
    Opcode
    Opcode Operands

Opcode:
    Identifier
    int
    in
    out

Operands:
    Operand
    Operand , Operands

ラベル

アセンブラ命令には、他の文と同様にラベルを付けることができる。 これらはgoto文のターゲットになることができる。 例えば、次のようになる:

void *pc;
asm
{
    call L1          ;
  L1:                ;
    pop  EBX         ;
    mov  pc[EBP],EBX ; // pcは現在L1のコードを指している
}

整列IntegerExpression

IntegerExpression:
    IntegerLiteral
    Identifier

アセンブラに NOP 命令を発行させ、次のアセンブラ命令を IntegerExpression 境界に揃える。 アセンブラに NOP 命令を発行させる。 IntegerExpressionは、コンパイル時に 2 のべき乗である整数に評価されなければならない。 でなければならない。

ループ本体の開始位置を揃えることは、実行速度に劇的な影響を与えることがある。 実行速度に劇的な影響を与えることがある。

でさえある。

アセンブラにNOP命令を発行させ、次のアセンブラ命令を偶数境界に揃える。 アセンブラが次のアセンブラ命令を偶数境界に揃えるようにする。

naked

コンパイラが関数のプロログとエピログを生成しないようにする。 シーケンスを生成しないようにする。これは、インライン アセンブラ・プログラマーの責任であり、通常、関数全体をアセンブラで記述する場合に使用される。 をアセンブラで記述する場合に使用される。

db, ds, di, dl, df, dd, de

これらの擬似オペランドは、生データをコードに直接挿入するためのものである。 コードに直接挿入するためのものである。 db はバイトである、 ds は16ビットワード di は32ビット・ワード用である、 dl は64ビットワードである、 df は32ビット浮動小数点数である、 dd は64ビット倍精度である、 そしてde は80ビット拡張リアルである。 それぞれ複数のオペランドを持つことができる。 オペランドが文字列リテラルの場合、あたかも長さ オペランドがあるのと同じで、長さは文字列の文字数である。 1つのオペランドにつき1文字が使用される。 例:

asm
{
    db 5,6,0x83;   // コードにバイト0x05、0x06、0x83を挿入する
    ds 0x1234;     // バイト0x34、0x12を挿入する
    di 0x1234;     // バイト0x34, 0x12, 0x00, 0x00を挿入する
    dl 0x1234;     // バイト0x34, 0x12, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00を挿入する
    df 1.234;      // float 1.234を挿入する
    dd 1.234;      // 1.234を挿入する
    de 1.234;      // 1.234を挿入する
    db "abc";      // バイト0x61、0x62、0x63を挿入する
    ds "abc";      // バイト0x61、0x00、0x62、0x00、0x63、0x00を挿入する
}

オペコード

サポートされているオペコードのリストは最後にある。

以下のレジスタがサポートされている。レジスタ名 は常に大文字である。

Register:
    AL
    AH
    AX
    EAX

    BL
    BH
    BX
    EBX

    CL
    CH
    CX
    ECX

    DL
    DH
    DX
    EDX

    BP
    EBP

    SP
    ESP

    DI
    EDI

    SI
    ESI

    ES
    CS
    SS
    DS
    GS
    FS

    CR0
    CR2
    CR3
    CR4

    DR0
    DR1
    DR2
    DR3
    DR6
    DR7

    TR3
    TR4
    TR5
    TR6
    TR7

    ST

    ST(0)
    ST(1)
    ST(2)
    ST(3)
    ST(4)
    ST(5)
    ST(6)
    ST(7)

    MM0
    MM1
    MM2
    MM3
    MM4
    MM5
    MM6
    MM7

    XMM0
    XMM1
    XMM2
    XMM3
    XMM4
    XMM5
    XMM6
    XMM7

x86_64 はこれらのレジスタを追加する。

Register64:
    RAX
    RBX
    RCX
    RDX

    BPL
    RBP

    SPL
    RSP

    DIL
    RDI

    SIL
    RSI

    R8B
    R8W
    R8D
    R8

    R9B
    R9W
    R9D
    R9

    R10B
    R10W
    R10D
    R10

    R11B
    R11W
    R11D
    R11

    R12B
    R12W
    R12D
    R12

    R13B
    R13W
    R13D
    R13

    R14B
    R14W
    R14D
    R14

    R15B
    R15W
    R15D
    R15

    XMM8
    XMM9
    XMM10
    XMM11
    XMM12
    XMM13
    XMM14
    XMM15

    YMM0
    YMM1
    YMM2
    YMM3
    YMM4
    YMM5
    YMM6
    YMM7

    YMM8
    YMM9
    YMM10
    YMM11
    YMM12
    YMM13
    YMM14
    YMM15

特別なケース

lock rep, , , 、repe repne repnz repz

これらのプレフィックス命令は、プレフィックス命令と同じ文には現れない。 これらのプレフィックス命令は、プレフィックス命令と同じステートメントには現れない。 例えば次のようになる:

asm
{
    rep   ;
    movsb ;
}

pause

このオペコードはアセンブラではサポートされていない。

asm
{
    rep  ;
    nop  ;
}

を使う。

floating point ops

命令形式の2オペランド形式を使用する;

fdiv ST(1);     // wrong
fmul ST;        // wrong
fdiv ST,ST(1);  // right
fmul ST,ST(0);  // right

オペランド

Operand:
    AsmExp

AsmExp:
    AsmLogOrExp
    AsmLogOrExp ? AsmExp : AsmExp

AsmLogOrExp:
    AsmLogAndExp
    AsmLogOrExp || AsmLogAndExp

AsmLogAndExp:
    AsmOrExp
    AsmLogAndExp && AsmOrExp

AsmOrExp:
    AsmXorExp
    AsmOrExp | AsmXorExp

AsmXorExp:
    AsmAndExp
    AsmXorExp ^ AsmAndExp

AsmAndExp:
    AsmEqualExp
    AsmAndExp & AsmEqualExp

AsmEqualExp:
    AsmRelExp
    AsmEqualExp == AsmRelExp
    AsmEqualExp != AsmRelExp

AsmRelExp:
    AsmShiftExp
    AsmRelExp < AsmShiftExp
    AsmRelExp <= AsmShiftExp
    AsmRelExp > AsmShiftExp
    AsmRelExp >= AsmShiftExp

AsmShiftExp:
    AsmAddExp
    AsmShiftExp << AsmAddExp
    AsmShiftExp >> AsmAddExp
    AsmShiftExp >>> AsmAddExp

AsmAddExp:
    AsmMulExp
    AsmAddExp + AsmMulExp
    AsmAddExp - AsmMulExp

AsmMulExp:
    AsmBrExp
    AsmMulExp * AsmBrExp
    AsmMulExp / AsmBrExp
    AsmMulExp % AsmBrExp

AsmBrExp:
    AsmUnaExp
    AsmBrExp [ AsmExp ]

AsmUnaExp:
    AsmTypePrefix AsmExp
    offsetof AsmExp
    seg AsmExp
    + AsmUnaExp
    - AsmUnaExp
    ! AsmUnaExp
    ~ AsmUnaExp
    AsmPrimaryExp

AsmPrimaryExp:
    IntegerLiteral
    FloatLiteral
    __LOCAL_SIZE
    $
    Register
    Register : AsmExp
    Register64
    Register64 : AsmExp
    DotIdentifier
    this

DotIdentifier:
    Identifier
    Identifier . DotIdentifier
    FundamentalType . Identifier

オペランドの構文は、多かれ少なかれ、インテルCPUのドキュメントに従ったものである。 の規則に従っている。 特に、2オペランド命令では、次のような慣例がある。 ソースは右オペランド、デスティネーションは左オペランドである。 オペランドである。 構文がインテルのものと異なるのは、D言語のトークナイザーと互換性を保つためである。 D言語のトークナイザーと互換性があり、構文解析を簡単にするためである。

seg は、シンボルが含まれるセグメント番号をロードすることを意味する。 をロードすることを意味する。これはフラット・モデル・コードには関係ない。 代わりに、関連するセグメント・レジスタからムーブを行う。

点線式はコンパイル時に評価され、定数を与えるか、上位の変数を示さなければならない。 定数を与えるか、ターゲット・レジスタまたは変数に適合する を示さなければならない。

オペランド型

AsmTypePrefix:
    near ptr
    far ptr
    word ptr
    dword ptr
    qword ptr
    FundamentalType ptr

のように、オペランド・サイズがあいまいな場合である:

add [EAX],3     ;

のようにオペランドサイズが曖昧な場合は、AsmTypePrefixを使うことで曖昧さをなくすことができる:

add  byte ptr [EAX],3 ;
add  int ptr [EAX],7  ;

far ptr はフラットモデル・コードには関係ない。

構造体/共用体/クラス・メンバー・オフセット

集合体のメンバにアクセスするには、集合体へのポインタがレジスタにある場合、修飾名 .offsetof へのポインタがレジスタにある場合、メンバの修飾名の"@property" プロパティを使用する。 プロパティを使用する:

struct Foo { int a,b,c; }
int bar(Foo *f)
{
    asm
    {
        mov EBX,f                   ;
        mov EAX,Foo.b.offsetof[EBX] ;
    }
}
void main()
{
    Foo f = Foo(0, 2, 0);
    assert(bar(&f) == 2);
}

あるいは、集約のスコープ内では、メンバー名だけが必要となる:

struct Foo   // またはクラス
{
    int a,b,c;
    int bar()
    {
        asm
        {
            mov EBX, this   ;
            mov EAX, b[EBX] ;
        }
    }
}
void main()
{
    Foo f = Foo(0, 2, 0);
    assert(f.bar() == 2);
}

スタック変数

スタック変数("関数"のローカル変数で、スタック上に確保された変数)は、インデックス付けされた変数名でアクセスされる。 スタック上に確保されたローカル変数)には、EBPでインデックス付けされた変数名でアクセスする。 を介してアクセスされる:

int foo(int x)
{
    asm
    {
        mov EAX,x[EBP] ; // パラメータxの値をEAXにロードする
        mov EAX,x      ; // 同じことを行う
    }
}

EBP]が省略された場合、ローカル変数とみなされる。 naked を使用した場合は、この限りではない。

特殊記号

ドル;

次の命令の開始のプログラムカウンタを表す。つまり

jmp  $  ;

はjmp命令の次の命令に分岐する。 dollar;は、jmp命令またはcall命令のターゲットとしてのみ使用できる。 命令のターゲットとしてのみ現れる。

__LOCAL_SIZE

これは、ローカルスタックフレームのローカルバイト数に置き換えられる。 スタックフレームのローカルバイト数に置き換えられる。naked 。 が呼び出され、カスタム・スタック・フレームがプログラムされている場合に最も便利である。

サポートされるオペコード

オペコード

aaa	aad	aam	aas	adc
add	addpd	addps	addsd	addss
and	andnpd	andnps	andpd	andps
arpl	bound	bsf	bsr	bswap
bt	btc	btr	bts	call
cbw	cdq	clc	cld	clflush
cli	clts	cmc	cmova	cmovae
cmovb	cmovbe	cmovc	cmove	cmovg
cmovge	cmovl	cmovle	cmovna	cmovnae
cmovnb	cmovnbe	cmovnc	cmovne	cmovng
cmovnge	cmovnl	cmovnle	cmovno	cmovnp
cmovns	cmovnz	cmovo	cmovp	cmovpe
cmovpo	cmovs	cmovz	cmp	cmppd
cmpps	cmps	cmpsb	cmpsd	cmpss
cmpsw	cmpxchg	cmpxchg8b	cmpxchg16b
comisd	comiss
cpuid	cvtdq2pd	cvtdq2ps	cvtpd2dq	cvtpd2pi
cvtpd2ps	cvtpi2pd	cvtpi2ps	cvtps2dq	cvtps2pd
cvtps2pi	cvtsd2si	cvtsd2ss	cvtsi2sd	cvtsi2ss
cvtss2sd	cvtss2si	cvttpd2dq	cvttpd2pi	cvttps2dq
cvttps2pi	cvttsd2si	cvttss2si	cwd	cwde
da	daa	das	db	dd
de	dec	df	di	div
divpd	divps	divsd	divss	dl
dq	ds	dt	dw	emms
enter	f2xm1	fabs	fadd	faddp
fbld	fbstp	fchs	fclex	fcmovb
fcmovbe	fcmove	fcmovnb	fcmovnbe	fcmovne
fcmovnu	fcmovu	fcom	fcomi	fcomip
fcomp	fcompp	fcos	fdecstp	fdisi
fdiv	fdivp	fdivr	fdivrp	feni
ffree	fiadd	ficom	ficomp	fidiv
fidivr	fild	fimul	fincstp	finit
fist	fistp	fisub	fisubr	fld
fld1	fldcw	fldenv	fldl2e	fldl2t
fldlg2	fldln2	fldpi	fldz	fmul
fmulp	fnclex	fndisi	fneni	fninit
fnop	fnsave	fnstcw	fnstenv	fnstsw
fpatan	fprem	fprem1	fptan	frndint
frstor	fsave	fscale	fsetpm	fsin
fsincos	fsqrt	fst	fstcw	fstenv
fstp	fstsw	fsub	fsubp	fsubr
fsubrp	ftst	fucom	fucomi	fucomip
fucomp	fucompp	fwait	fxam	fxch
fxrstor	fxsave	fxtract	fyl2x	fyl2xp1
hlt	idiv	imul	in	inc
ins	insb	insd	insw	int
into	invd	invlpg	iret	iretd
iretq	ja	jae	jb	jbe
jc	jcxz	je	jecxz	jg
jge	jl	jle	jmp	jna
jnae	jnb	jnbe	jnc	jne
jng	jnge	jnl	jnle	jno
jnp	jns	jnz	jo	jp
jpe	jpo	js	jz	lahf
lar	ldmxcsr	lds	lea	leave
les	lfence	lfs	lgdt	lgs
lidt	lldt	lmsw	lock	lods
lodsb	lodsd	lodsw	loop	loope
loopne	loopnz	loopz	lsl	lss
ltr	maskmovdqu	maskmovq	maxpd	maxps
maxsd	maxss	mfence	minpd	minps
minsd	minss	mov	movapd	movaps
movd	movdq2q	movdqa	movdqu	movhlps
movhpd	movhps	movlhps	movlpd	movlps
movmskpd	movmskps	movntdq	movnti	movntpd
movntps	movntq	movq	movq2dq	movs
movsb	movsd	movss	movsw	movsx
movupd	movups	movzx	mul	mulpd
mulps	mulsd	mulss	neg	nop
not	or	orpd	orps	out
outs	outsb	outsd	outsw	packssdw
packsswb	packuswb	paddb	paddd	paddq
paddsb	paddsw	paddusb	paddusw	paddw
pand	pandn	pavgb	pavgw	pcmpeqb
pcmpeqd	pcmpeqw	pcmpgtb	pcmpgtd	pcmpgtw
pextrw	pinsrw	pmaddwd	pmaxsw	pmaxub
pminsw	pminub	pmovmskb	pmulhuw	pmulhw
pmullw	pmuludq	pop	popa	popad
popf	popfd	por	prefetchnta	prefetcht0
prefetcht1	prefetcht2	psadbw	pshufd	pshufhw
pshuflw	pshufw	pslld	pslldq	psllq
psllw	psrad	psraw	psrld	psrldq
psrlq	psrlw	psubb	psubd	psubq
psubsb	psubsw	psubusb	psubusw	psubw
punpckhbw	punpckhdq	punpckhqdq	punpckhwd	punpcklbw
punpckldq	punpcklqdq	punpcklwd	push	pusha
pushad	pushf	pushfd	pxor	rcl
rcpps	rcpss	rcr	rdmsr	rdpmc
rdtsc	rep	repe	repne	repnz
repz	ret	retf	rol	ror
rsm	rsqrtps	rsqrtss	sahf	sal
sar	sbb	scas	scasb	scasd
scasw	seta	setae	setb	setbe
setc	sete	setg	setge	setl
setle	setna	setnae	setnb	setnbe
setnc	setne	setng	setnge	setnl
setnle	setno	setnp	setns	setnz
seto	setp	setpe	setpo	sets
setz	sfence	sgdt	shl	shld
shr	shrd	shufpd	shufps	sidt
sldt	smsw	sqrtpd	sqrtps	sqrtsd
sqrtss	stc	std	sti	stmxcsr
stos	stosb	stosd	stosw	str
sub	subpd	subps	subsd	subss
syscall	sysenter	sysexit	sysret	test
ucomisd	ucomiss	ud2	unpckhpd	unpckhps
unpcklpd	unpcklps	verr	verw	wait
wbinvd	wrmsr	xadd	xchg	xlat
xlatb	xor	xorpd	xorps

ペンティアム4(プレスコット)対応オペコード

ペンティアム4オペコード

addsubpd	addsubps	fisttp	haddpd	haddps
hsubpd	hsubps	lddqu	monitor	movddup
movshdup	movsldup	mwait

AMDがサポートするオペコード

AMDオペコード

pavgusb	pf2id	pfacc	pfadd	pfcmpeq
pfcmpge	pfcmpgt	pfmax	pfmin	pfmul
pfnacc	pfpnacc	pfrcp	pfrcpit1	pfrcpit2
pfrsqit1	pfrsqrt	pfsub	pfsubr	pi2fd
pmulhrw	pswapd

SIMD

SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1、SSE4.2、AVXがサポートされている。

GCCの構文

GNU Dコンパイラは、インライン・アセンブラにGCCベースの代替構文を使う:

GccAsmStatement:
    asm FunctionAttributesopt { GccAsmInstructionList }

GccAsmInstructionList:
    GccAsmInstruction ;
    GccAsmInstruction ; GccAsmInstructionList

GccAsmInstruction:
    GccBasicAsmInstruction
    GccExtAsmInstruction
    GccGotoAsmInstruction

GccBasicAsmInstruction:
    AssignExpression

GccExtAsmInstruction:
    AssignExpression : GccAsmOperandsopt
    AssignExpression : GccAsmOperandsopt : GccAsmOperandsopt
    AssignExpression : GccAsmOperandsopt : GccAsmOperandsopt : GccAsmClobbersopt

GccGotoAsmInstruction:
    AssignExpression : : GccAsmOperandsopt : GccAsmClobbersopt : GccAsmGotoLabelsopt

GccAsmOperands:
    GccSymbolicNameopt StringLiteral ( AssignExpression )
    GccSymbolicNameopt StringLiteral ( AssignExpression ) , GccAsmOperands

GccSymbolicName:
    [ Identifier ]

GccAsmClobbers:
    StringLiteral
    StringLiteral , GccAsmClobbers

GccAsmGotoLabels:
    Identifier
    Identifier , GccAsmGotoLabels