C++中調用彙編的方法

1 引言

　　Visual C++ 是當今最流行的軟體開發工具之一，它可以實現可視化編程和支援物件導向的編程技術。人們在開發的過程中將兩種語言進行混合編程，這種方法使兩種語言相互調用，進行參數傳遞，共用資料結構和資料資訊，充分發揮了各種語言的特點和優勢，大大提高了應用軟體的效率。因此，正確掌握Visual C++與組合語言的介面技術對軟體開發是十分必要的。
 

　　2 Visual C++調用彙編語言的常用方法

　　通常有兩種方法可以實現Visual C++調用彙編語言。一種方法是在從C++語言中直接使用彙編語句，即嵌入式彙編;另一種方法是用兩種語言分別編寫獨立的程式模組，組合語言編寫的原始碼彙編產生目標代碼OBJ檔案，將C++來源程式和OBJ檔案組建工程檔案，然後進行編譯和串連，產生可執行檔.EXE。

　　2.1 VC++中嵌入彙編語句的方法

　　嵌入式彙編又稱行內彙編，Visual C++提供了嵌入式彙編功能，允許在C++來源程式中直接插入組合語言指令的語句，可以直接存取C++語言程式中定義的常量、變數和函數，而不用考慮二者之間的介面，從而避免了組合語言和C++語言之間複雜的介面問題，提高了程式設計效率。

　　嵌入組合語言指令採用__asm關鍵字，嵌入彙編格式：__asm{ 指令 }，採用花括弧的組合語言程式段形式。具體應用通常採用兩種方式，第一種方式：__asm { 組譯工具段 }, 如下所示：__asm

　　{

　　mov eax,5h

　　mov ecx,7h

　　add eax,ecx

　　}

　　另一種方式：每一條彙編語句前添加“__asm”標記，格式：__asm 彙編語句，如下所示：

　　__asm mov eax,5h

　　__asm mov ecx,7h

　　__asm add eax,ecx

　　在Turbo C環境中C語言程式含有嵌入式組合語言語句時，C編譯器首先將C代碼的來源程式(.c)編譯成組合語言來源程式(.asm)。然後啟用組譯工具Turbo Assembler將產生的組合語言源檔案編譯成目標檔案(.obj)，最後啟用Tlink將目標檔案連結成可執行檔(.exe)。Visual C++ 中嵌入彙編語句的編譯沒有Turbo C那樣複雜，它直接支援嵌入彙編方式，不需要獨立的彙編系統和另外的串連步驟。因此Visual C++中嵌入彙編比Turbo C中嵌入彙編進行編譯串連更為簡單方便。

　　2.2 採用模組調用的方法

　　採用模組調用方式，要協調命名、調用、參數傳遞和返回等進行約定。

　　(1) 採用一致的調用協議

　　Visual C++語言具有三種調用協議：_cdecl、_stdcall和_fastcall。MASM組合語言利用“語言類型”確定調用協議和命名規範，支援的語言類型有：C、SYSCALL、STDCALL、PASCAL、BASIC和FORTRAN。

　　Visual C++與組合語言混合編程通常利用堆棧進行參數傳遞，調用協議決定利用堆棧的方法和命名規範，兩者要一致，通常Visual C++採用_cdecl調用協議，MASN組合語言採用C語言調用協議。

　　(2) 入口參數和返回參數的約定

　　不論何種整數類型進行參數傳遞時都擴充成32位，Visual C++中沒有遠、近調用之分，所有調用都是32位的位移地址，所有的地址參數也都是32位位移地址，在堆棧中佔4個位元組。圖1給出了採用C++語言調用協議的堆棧。參數返回時，對於小於等於32位的資料擴充為32位，存放在EAX寄存器中返回;4-8個位元組的傳回值存放在EDX、.EAX寄存器中返回;更大位元組資料則將它們的地址指標存放在EAX中返回。

　　

 

　　(3) 聲明公用函數名和變數名

　　對Visual C++和組合語言使用的公用函數和變數應該進行聲明，並且標識符應該一致，C++語言對標識符區分字母的大小寫，而彙編不區分大小寫。在Visual C++語言程式中，採用extern “C”{ }對所調用的函數和變數給予說明。說明形式如下：

　　對函數的說明：extern “C” { 傳回值類型 調用協議 函數名稱(參數類型表);}

　　對變數的說明：extern “C” { 變數類型 變數名;}

　　組合語言程式中供外部使用的標識符應該標識PUBLIC屬性，使用外部標識符應該用extern說明。

　　2.3 模組調用混合編程的實現步驟

　　採用模組調用方式進行混合編程一般執行的步驟如下：(1)建立C++來源程式(.cpp);(2)建立組合語言來源程式，並把組合語言彙編成.obj檔案;(3)建立工程檔案.prj，將C++來源程式和.obj檔案放入該工程項目;(4)對工程檔案進行編譯、串連，產生可執行檔.exe。

　　在與Visual C++混合編程的組合語言過程中，編程環境是32位的，應該注意與16位MS-DOS環境的區別，在這種環境下的寄存器是32位的，因此組合語言過程存取堆棧應該使用32位寄存器EBP進行相對定址，而不是採用BP。組合語言簡化段定義的格式應該採用flat模式，並且彙編時採用選項/coff，ML命令的選項/coff使得產生的.obj檔案採用32位的格式。

　　3 在Visual C++中調用組合語言的第三種方法

　　通常以上兩種方法就能夠實現C++與組合語言混合編程，但是在一些特殊的情況下，用這兩種方法卻不能滿足功能的需要，我們提出了一種新的方法實現二者的混合編程：通過數組藉助指標實現二者的混合編程。下面結合我們開發的課題 數控系統邏輯控制系統軟體開發，來進行具體說明。

　　該課題在Visual C++ 6.0的環境下進行開發的，上層採用C++語言，最底層採用了組合語言，在C++語言中要調用組合語言的編譯的結果，並進行回填，如果用通用的混合編程方法無法實現二者的調用，因為底層組合語言是把所有的邏輯運算功能指令彙編在一起，而在C++語言中根據需要在需要的地方調用組合語言中的某一功能模組，因此對組合語言編譯後的.OBJ檔案無法進行控制。具體實現方法如下：

　　(1)把包括所有的邏輯指令的彙編語句編成一個彙編模組程式，在彙編編譯器(如masm 6.x)中將組譯工具編譯成.OBJ檔案。

　　(2)將彙編產生的機代碼放在一個數組中，

　　例如定義一個陣列變數unsigned char OBJMOD[1241]。

　　(3)定義多個指標類型變數指向OBJMOD數組元素的地址，該地址對應每個彙編功能模組的首地址，如定義一個指標變數unsigned char *LIBC21=&OBJMOD[869]。

　　(4)通過函數COPILE(*pModal)模組，例如編譯彙編LIBC21功能模組時，通過調用COPILE(LIBC21) 函數，把彙編編譯產生的機代碼分別傳遞到工作區域WKAREA中，通過WKAREA[POSIRR]=BUFRIS[PTRIS]來實現二次填充，把彙編機代碼中改寫的內容改寫成需要的地址或值，最後通過調用一系列函數，把結果儲存到檔案中。

　　本課題採用這種方法實現了C++和組合語言的混合編程，從而實現C++語言與組合語言的無縫結合。

　　4 結束語

　　Visual C++和組合語言混合編程可以實現優勢互補，尤其用在進階語言開發底層軟體方面，例如用Visual C++6.0環境開發數控軟體PLC的控制功能，這種優勢更為明顯，具有很好的實際應用價值。