内联汇编

内联汇编（英語：Inline assembly）是部分編譯器支援的一種功能。其將非常低階的組合語言內嵌在高階語言源始碼中。實施行內組語通常是為了以下理由：

  • 執行效率最佳化：將演算法中最攸關效能的部份使用手寫組語取代高階程式碼，優點是不會受到編譯器的限制。
  • 使用處理器特有指令：某些處理器提供特定的指令，比如Compare-and-swap和Test-and-set指令可以直接用以實作信號機制。因為多工系統都需要信號機制，幾乎所有現代的處理器都支援前述的兩個指令。其它的一些指令集如SPARC架構的VIS指令集，Intel處理器的MMX指令集以及SSE指令集等。
  • 系統調用（System Call）：高階語言鮮少提供直接調用system calls的機制，故使用組語來進行這項工作。

使用處理器持有指令優化範例

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下面是一段在D語言進行行內組語的程式碼。該程式碼使用x86架構的浮點運算器指令來計算。此實作快於編譯器產生的一系列浮點數運算，行內組語也使編程人員得以使用fldpi指令來載入在x86架構下可得到的最佳之pi估計值。 

// 計算tan(x)
real tan(real x)
{
   asm
   {
       fld     x[EBP]                  ; // 將x值載入浮點運算器的堆疊上
       fxam                            ; // 測試堆疊頂端的值是否是合法、可計算浮點數
       fstsw   AX                      ;
       sahf                            ;
       jc      trigerr                 ; // 若x是NAN,正負無限，或空值 
                                         // 387可以處理denormals數值
SC18:  fptan                           ; // 為與8087運算器相容fptan會使堆疊頂端為1.0，再來才是tan值，
       fstp    ST(0)                   ; // 丟棄堆疊頂端的值
       fstsw   AX                      ;
       sahf                            ;
       jnp     Lret                    ; // C2為FPU狀態變數，C2 == 1表示x超出允許的範圍
                                       ; // tan之週期為pi，下面的程式碼就是將x縮至允許的範圍
       fldpi                           ;
       fxch                            ;
SC17:  fprem1                          ;
       fstsw   AX                      ;
       sahf                            ;
       jp      SC17                    ;
       fstp    ST(1)                   ; // 將pi值移出堆疊
       jmp     SC18                    ;
   }
trigerr:
   return real.nan;
Lret:
   ;
}

系統調用（system calls）範例

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在保護模式運行的應用程式無法直接呼叫專屬於OS的功能。因為OS的行程空間包含核心空間（kernel mode）與用戶空間（user mode）；運行在用戶空間的程式只能透過中斷來引用專屬於作業系統的功能。通常高階語言都不提供這項功能，所以要運用行內組語將呼叫system calls的過程包裝為高階語言可辨認、呼叫的函式。

下面的C語言片段即含有一個system call的包裝函式。其組語語法為GNU汇编器使用的AT&T組語語法。一般這類程式都會使用巨集實作，不過為了清楚展示觀念，在此列出了完整的程式碼。

GNU組譯器的行內組語語法相當直覺，基本型式如下： 

asm("assembly code");

例如： 

asm("movl %ecx, %eax"); /* 複製ecx暫存器的內容至eax暫存器*/

或 

__asm_("movb %bh, (%eax)"); /* 從bh暫存器複製1位元組的資料到eax暫存器所指的記憶體區塊*/

必須注意的是，AT&T語法中的運算元順序與Windows平台下常用的MASM剛好相反。

asm跟__asm__都是合法型式；當asm與程式碼中某些變數命名起衝突時可使用後者。 

extern int errno;

int funcname（int arg1, int *arg2, int arg3）
{
  int res;
  __asm__ volatile(
    "int $0x80"        /* 向OS拋出請求*/
    : "=a" (res)       /* 請編譯器將結果將儲存於eax ("a")*/
      "+b"(arg1),     /* 請編譯器將arg1存於ebx ("b")*/
      "+c"(arg2),     /* 請編譯器將arg2存於ecx ("c")*/
      "+d"(arg3)      /* 請編譯器將arg3存於edx ("d")*/
    : "a"(128)       /* 該system call的編號放於eax ("a")*/
    : "memory", "cc"); /* 通知編譯器，記憶體與condition code register（決定分支的暫存器）己被更改*/

  /* 若OS回傳負值表示錯誤；則包裝函式要設定errno global variable並回傳 -1 */
  if (-125 <= res && res < 0) {
    errno = -res;
    res = -1;
  }  
  return res;
}

外部链接

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