在Go代码中是否可以包含内联汇编？

Question

在Go代码中是否可以包含内联汇编？

这篇博客文章展示了将Go编译为单独的.s文件并编辑它，但不支持像许多C编译器那样将内联汇编作为Go函数的一部分。

- Ton van den Heuvel

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通常不要在问题中包含答案。评论是链接的更好位置。但在这种情况下，该文章并不是关于内联汇编的，只是将代码编译为汇编语言，并在单独的文件中手动编辑该汇编语言，因此我认为我们可以编辑您的问题，仅提及它，而不谈论已删除的链接答案。 - Peter Cordes

Answer 1

目前Go语言不支持内联汇编，但是你可以通过C链接汇编代码，借助cgo和import "C"编译，就像在 gmp.go中所示。或者，你也可以使用直接与Go兼容的汇编风格，如 asm_linux_amd64.s所示。这需要函数名以"·"开头。

另外，你也可以使用nasm和gccgo，这是我目前最喜欢的方式。（请注意，Nasm似乎不支持以"·"开头的函数）。

这里有一个可行的“hello world”示例：

hello.asm:

; Based on hello.asm from nasm

    SECTION .data       ; data section
msg:    db "Hello World",10 ; the string to print, 10=cr
len:    equ $-msg       ; "$" means "here"
                ; len is a value, not an address

    SECTION .text       ; code section

global go.main.hello        ; make label available to linker (Go)
go.main.hello:

    ; --- setup stack frame
    push rbp            ; save old base pointer
    mov rbp,rsp   ; use stack pointer as new base pointer

    ; --- print message
    mov edx,len     ; arg3, length of string to print
    mov ecx,msg     ; arg2, pointer to string
    mov ebx,1       ; arg1, where to write, screen
    mov eax,4       ; write sysout command to int 80 hex
    int 0x80        ; interrupt 80 hex, call kernel

    ; --- takedown stack frame
    mov rsp,rbp  ; use base pointer as new stack pointer
    pop rbp      ; get the old base pointer

    ; --- return
    mov rax,0       ; error code 0, normal, no error
    ret         ; return

main.go：

package main

func hello();

func main() {
    hello()
    hello()
}

还有一个方便的Makefile：

main: main.go hello.o
    gccgo hello.o main.go -o main

hello.o: hello.asm
    nasm -f elf64 -o hello.o hello.asm

clean:
    rm -rf _obj *.o *~ *.6 *.gch a.out main

我在main.go中调用了hello()两次，只是为了确认hello()是否正确返回。

请注意，在Linux上直接调用interrupt 80h不被认为是良好的编程风格，调用用C编写的函数更加“具有未来性”（future proof）。此外，请注意，这是专门针对64位Linux的汇编语言，不以任何方式、形式为跨平台设计。

我知道这不是你问题的直接答案，但这是我所知道的使用Go与汇编结合的最简单路径，如果没有内联的话。如果您真的需要内联，可以编写一个提取源文件中内联汇编并按照上述模式准备它的脚本。够接近了吗？ :)

Go、C和Nasm的快速示例: gonasm.tgz

更新：后续版本的gccgo需要-g标志，仅需要“main.hello”而不是“go.main.hello”。以下是Go、C和Yasm的更新示例：goyasm.tgz

- Alexander

Answer 2

Go语言没有内置支持内联汇编的机制，也没有计划添加。但是Go支持链接到用汇编和C编写的函数库。此外，还有一个实验性的特性可以为Go添加SWIG支持。

- peterSO

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不一定需要使用cgo来链接C代码。cgo主要是为了允许调用使用GCC编译的代码（目前而言），因为Go使用了一种不兼容的ABI（应用程序二进制接口）。如果你不介意静态链接C代码，只需按照runtime包的风格编写和编译即可：http://golang.org/src/pkg/runtime/。任何以"·"（中间点）开头的函数都可以通过Go进行调用。 - Evan Shaw

Answer 3

不，你不能这样做，但是使用go编译器很容易提供一个汇编实现的单个函数。没有必要使用“Import C”来使用汇编语言。

看一下数学库中的一个示例： http://golang.org/src/pkg/math/abs.go：在这个go文件中声明了Abs函数。（此文件中还有一个abs的实现，但由于名称为小写字母，因此未导出。）

package math

// Abs returns the absolute value of x.
//
// Special cases are:
//  Abs(±Inf) = +Inf
//  Abs(NaN) = NaN
func Abs(x float64) float64

然后，在http://golang.org/src/pkg/math/abs_amd64.s中，这个文件实现了Intel 64位的Abs函数：

#include "textflag.h"

// func Abs(x float64) float64
TEXT ·Abs(SB),NOSPLIT,$0
    MOVQ   $(1<<63), BX
    MOVQ   BX, X0 // movsd $(-0.0), x0
    MOVSD  x+0(FP), X1
    ANDNPD X1, X0
    MOVSD  X0, ret+8(FP)
    RET

这种汇编函数的一个问题是，它们不会被 Go 编译器内联，因此如果您多次调用小函数，性能提升的限制是有限的。在 Go 库中，abs 函数不再使用汇编实现。我认为随着内联技术的改进，近期的 Go 版本中，编译 abs 函数时不使用汇编更快。

- kristianp

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_amd64.s:2: illegal or missing addressing mode for symbol NOSPLIT - Sebi2020

为了使用NOSPLIT，您必须#include“textflag.h”。我已经添加了它。请参见https://www.mail-archive.com/search?l=[e-mail]&q=subject:%22Re%5C%3A+%5C%5Bgo%5C-nuts%5C%5D+NOSPLIT+on+Go+assembler+defined+functions%22&o=newest&f=1 - kristianp

Answer 4

标准Go编译器中的优化通过基本上使用二进制形式的原始指令进行处理（即：8g + 8l，而不是gccgo）。目前还没有办法（它尚未实现），让编译器区分编译器生成的汇编代码和用户提供的内联汇编代码 - 正是这个主要原因，导致Go编译器不允许内联汇编。换句话说，由于编译器架构的原因，编译器不支持内联汇编。

当然，在Go语言本身中并没有任何东西会阻止其他Go语言实现（即：其他Go编译器）支持内联汇编。内联汇编是一个特定于编译器的决策 - 它与Go语言本身无关。

在任何情况下，内联汇编都是不安全的，因为它不能通过Go的类型系统进行正确性检查。似乎更好的方法是在类似C的语言中实现需要使用内联汇编的任何函数，并从Go中调用C函数。

- user811773

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最好不要使用内联汇编，因为C和Unix的原始版本并不需要它或实现它，它会使代码不可移植。 - uriel