7.3 C与汇编混合编程接口
7.3 C 与汇编混合编程接口
本节摘要：C 与汇编互调的全部规则就是第 5 章的 AAPCS 合同加上两条款：汇编函数要正确声明全局符号与类型，C 侧要给出匹配的原型声明。本节给出双向互调的完整模板，演示从 C 看汇编、从汇编看 C 两种视角的符号表，并附三大接口报错的诊断表。
工具与调试都齐了，还剩最后一道接口：让 C 与汇编真正互相调用。这件事没有任何新知识——第 5 章的调用合同就是全部规则——难点全在"两边都摆对姿势"的细节上。本节的目标是让你拿到一对互调的模板，配上一张报错诊断表，此后混合编程不再需要搜索。
汇编暴露给 C：三条规矩
汇编函数要被 C 调用，汇编侧守三条规矩。规矩一，符号要导出：.global sum 声明全局可见，.type sum, %function 标注这是函数（链接器与调试器靠它区分代码与数据）。规矩二，遵守 AAPCS：参数从 x0 起、返回值放 x0、用到的 x19 至 x28 与 x29、x30 自己保存——这份名单在 5.2 节手推过。规矩三，栈对齐入乡随俗：进入函数时 sp 是十六字节对齐的（C 调用方保证），你若压栈，保持每步对齐即可。一个可直接抄的模板：
.text .global vec_add3 // long vec_add3(long a, long b, long c) .type vec_add3, %function vec_add3: add x0, x0, x1 add x0, x0, x2 // 三个参数全在寄存器，加完返回，零栈操作 ret
C 侧只需要一句原型声明，告诉编译器"这个符号存在且长这样"：
long vec_add3(long a, long b, long c); // 与汇编签名一致，参数个数别写错 int main(void) { return (int)vec_add3(1, 2, 3); }
编译链接各一条命令，gcc 驱动器认得汇编后缀会自动调度汇编器——混合工程其实不比纯 C 工程多几个步骤。
C 暴露给汇编：看懂编译器的产物
反方向的调用不需要 C 做任何事——编译器生成的函数天然符合 AAPCS——需要做功课的是汇编作者：你得知道 C 函数的签名。两个办法。办法一，读头文件推寄存器分配：long scale(long x, long k) 的 x 在 x0、k 在 x1、返回值 x0。办法二，让编译器自己交底：对任何拿不准的 C 函数，-S 编一份看汇编，参数怎么传、返回放哪、哪些寄存器被它动了——一目了然。后者在结构体参数场景尤其必要：小结构体塞进寄存器对、大结构体改走内存（5.2 节的隐形第一参数），纸上推不如看产物。
// 调用 C 的函数：long scale(long x, long k) bl scale // x0 x1 已备好参数，返回值在 x0 // 若调用点在寄存器敏感区，注意 scale 可能改写全部临时寄存器
第三句注释值得加粗：C 函数有权改写所有调用方保存寄存器（x0 至 x17 加 x30），你在 bl 之前若把重要值放在临时寄存器里，回来就没了——要么先压栈，要么挪进被保存寄存器（挪了就要在序言里保存它）。这条是混合编程事故榜第一名。
图 7-4：互调时的寄存器交接台
实验与变式：把接口跑穿
综合实验：写一个 C 程序调用汇编的 vec_add3，汇编里再调用 C 的 printf 打印结果——双向互调一次跑通。链接阶段若有问题，按上一节的三病因流程查。跑通后的两个变式加深理解：变式一，在汇编函数里故意不保存就改写 x19，观察调用方（C）在后续打印出一个不相关的脏值——破坏合同的后果当场可视化；变式二，把参数从三个加到十个，反汇编看第九、十个参数怎么经栈传递，用调试器在栈上找到它们的值——5.2 节"超编参数走调用方栈"的实锤。
深挖：结构体参数的寄存器旅行与可见性开关
结构体参数怎么走寄存器，是混合编程里最常查错的地方，直接做一个对账实验。按 AAPCS：尺寸 16 字节以内的结构体按字段打包进寄存器对（一个 8 字节加 4 字节的组合占 x0 加 w1），更大的整块走内存——调用方预留、x8 传地址。让编译器交底最直观：
struct Small { long a; int b; }; // 传参：x0 装 a，w1 装 b struct Big { long v[4]; }; // 传参：x8 指向调用方预留的副本 gcc -O2 -S caller.c 反汇编 bl 处： Small 版：mov x0, ... ldr w1, ... bl handle Big 版： add x8, sp, #16 bl handle_big （x8 是隐形指针）
返回结构体是同一套规则镜像：小结构体经 x0 加 x1 回来，大的由调用方预留、x8 进 x8 出。手写汇编收发结构体的全部秘密就是这一页。另一枚值得认识的旋钮是符号可见性：默认全局符号在动态链接场景可能被同名符号拦截（调用意外落进别的库），对内部函数加 static 或可见性声明收窄暴露面——接口柜里不仅要接得对，还要关得严。
常见问答
问：汇编里能不能直接调用 printf 这类变参函数？ 答：能，但 variadic 调用有附加条款（5.2 节提过的栈记录），最稳妥的路径是写一个固定原型的 C 包装函数（收固定个数参数、内部转调 printf），汇编只调包装。混合工程里"复杂接口包一层 C"是省心又省 bug 的通用套路。
把本节的模板再压成一句可带走的操作序列：汇编侧三行头（global、type、函数标号）加正文加 ret，C 侧一句原型，链接一条命令；出问题按诊断表从上往下查。这份序列建议原样存进自己的代码片段库——混合编程的接口知识五年不变，变的只是项目里给它套的外壳。
本节要点回顾
- 三条规矩：导出符号、守 AAPCS、保持栈对齐——汇编暴露给 C 的全部成本。
- 读签名两种法：读头文件推寄存器，或直接
-S让编译器交底，结构体参数必用后者。 - 临时寄存器不可信：跨
bl调用后x0至x17随时作废，重要值自己保存。 - 诊断三板斧：nm 查符号、file 查架构、查修饰名，顺序按成本排。
- 破坏要可视化：故意违反保存责任并观察脏值，一次实验胜过十次提醒。
到这一节为止，工具、调试、接口全部配齐。最后一章谈性能与规范——把正确的代码变成又快又稳的代码。