在Visual C++中使用內聯彙編

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一、內聯彙編的優缺點

　　因為在Visual C++中使用內聯彙編不需要額外的編譯器和聯結器，且可以處理Visual C++中不能處理的一些事情，而且可以使用在C/C++中的變數，所以非常方便。內聯彙編主要用於如下場合:

　　1.使用組合語言寫函數；
　　2.對速度要求非常高的代碼；
　　3.裝置驅動程式中直接存取硬體；
　　4."Naked" Call的初始化和結束代碼。

　　//(."Naked"，理解了意思，但是不知道怎麼翻譯^_^，大概就是不需要C/C++的編譯器(自作聰明)產生的函數初始化和收尾代碼，請參看MSDN的"Naked Functions"的說明)

　　內聯彙編代碼不易於移植，如果你的程式打算在不同類型的機器（比如x86和Alpha）上運行，應當盡量避免使用內聯彙編。這時候你可以使用MASM，因為MASM支援更方便的的巨集指令和資料指示符。

　　二、內聯彙編關鍵字

　　在Visual C++使用內聯彙編用到的是__asm關鍵字，這個關鍵字有兩種使用方法:

　　1.簡單__asm塊

__asm { MOV AL, 2 MOV DX, 0XD007 OUT AL, DX }

　　2.在每條彙編指令之前加__asm關鍵字

__asm MOV AL, 2 __asm MOV DX, 0xD007 __asm OUT AL, DX

　　因為__asm關鍵字是語句分隔字元，因此你可以把彙編指令放在同一行:

　　__asm MOV AL, 2 __asm MOV DX, 0XD007 __asm OUT AL, DX

　　顯然，第一種方法和C/C++的風格很一致，並且有很多其它優點，因此推薦使用第一種方法。

　　不象在C/C++中的"{}"，__asm塊的"{}"不會影響C/C++變數的作用範圍。同時，__asm塊可以嵌套，嵌套也不會影響變數的作用範圍。

　　三、在__asm塊中使用組合語言

　　1.內聯彙編指令集

　　內聯彙編完全支援的Intel 486指令集，允許使用MMX指令。不支援的指令可以使用_EMIT偽指令定義(_EMIT偽指令說明見下文)。

　　2.MASM運算式

　　內聯彙編可以使用MASM中的運算式。比如: MOV EAX, 1。

　　3.資料指示符和操作符

　　雖然__asm塊中允許使用C/C++的資料類型和對象，但它不能用MASM指示符和操作符定義資料對象。這裡特別指出，__asm塊中不允許MASM中的定義指示符: DB、DW、DD、DQ、DT和DF，也不允許DUP和THIS操作符。MASM結構和記錄也不再有效，內聯彙編不接受STRUC、RECORD、WIDTH或者MASK。

　　4.EVEN和ALIGN指示符

　　儘管內聯彙編不支援大多數MASM指示符，但它支援EVEN和ALIGN，當需要的時候，這些指示符在彙編代碼裡面加入NOP(空操作)指令使標號對齊到特定邊界。這樣可以使某些處理器取指令時具有更高的效率。

　　5.MASM宏指示符

　　內聯彙編不是宏彙編，不能使用MASM宏指示符(MACRO、REPT、IRC、IRP和ENDM)和宏操作符(<>、!、&、%和.TYPE)。

　　6.段說明

　　必須使用寄存器來說明段，跨越段必須顯式地說明，如ES:[BX]。

　　7.類型和變數大小

　　我們可以使用LENGTH來取得C/C++中的數組中的元素個數，如果不是一個數組，則結果為一。使用SIZE來取得C/C++中變數的大小，一個變數的大小是LENGTH和TYPE的乘積。TYPE用來取得一個變數的大小，如果是一個數組，它得到的一個數組中的單個元素的大小。

　　8.注釋

　　可以使用C/C++的注釋，但推薦用ASM的注釋，即";"號。

　　9._EMIT偽指令

　　_EMIT偽指令相當於MASM中的DB，但一次只能定義一個位元組，比如:

__asm { JMP _CodeOfAsm _EMIT 0x00 ; 定義混合在程式碼片段的資料 _EMIT 0x01 _CodeOfAsm: ; 這裡是代碼 _EMIT 0x90 ; NOP指令 }

 

四、在__asm塊中使用C/C++語言元素

　　C/C++與彙編可以混合使用，在內聯彙編可以使用C/C++的變數和很多其它C/C++的元素。在__asm塊中可以使用以下C/C++元素:

　　1.符號，包括標號、變數和函數名；

　　2.常量，包括符號常量和枚舉型(enum)成員；

　　3.宏定義和預先處理指示符；

　　4.注釋，包括""和"//"；

　　5.類型名，包括所有MASM中合法的類型

　　6.typedef名稱， 像PTR、TYPE、特定的結構成員或枚舉成員這樣的通用操作符。

　　在__asm塊中，可以使用C/C++或ASM的基數計數法(比如: 0x100和100H是相等的)。

　　__asm塊中不能使用像<<一類的C/C++操作符。C/C++和MASM通用的操作符，比如"*"和"[]"操作符，都被認為是組合語言的操作符。舉個例子:

int array[10]; __asm MOV array[6], BX ; Store BX at array+6 (not scaled) array[6] = 0;

　　* 小技巧: 內聯彙編中，你可以使用TYPE操作符使作其與C一致。比如，下面兩條語句是一樣的:

__asm MOV array[6 * TYPE int], 0 ; Store 0 at array + 12 array[6] = 0;

　　內聯彙編能通過變兩名直接引用C/C++的變數。__asm塊中可以引用任何符號，包括變數名。

　　如果C/C++中的類、結構或者枚舉成員具有唯一的名稱，如果在"."操作符之前不指定變數或者typedef名稱，則__asm塊中只能引用成員名稱。然而，如果成員不是唯一的，你必須在"."操作符之前加上變數名或typedef名稱。例如，下面的兩個結構都具有same_name這個成員變數:

struct first_type { char *weasel; int same_name; }; struct second_type { int wonton; long same_name; };

　　如果按下面聲明變數:

struct first_type hal; struct second_type oat;

　　那麼，所有引用same_name成員的地方都必須使用變數名，因為same_name不是唯一的。另外，上面的weasel變數具有唯一的名稱，你可以僅僅使用它的成員名稱來引用它:

__asm { MOV EBX, OFFSET hal MOV ECX, [EBX]hal.same_name ; 必須使用 ‘hal‘ MOV ESI, [EBX].weasel ; 可以省略 ‘hal‘ }

　　注意，省略了變數名僅僅是為了寫代碼的方便，產生的彙編指令的還是一樣的。

　　可以不受限制地訪問C++成員變數，但是不能調用C++的成員函數。

　　五、寄存器使用

　　一般來說，在__asm塊開始的時候，寄存器是空的，不能在兩個__asm之間儲存寄存器的值。(這是MSDN上說的，我在實際使用時發現，好像並不是這樣。不過它是說"一般"，我是特殊:))

　　如果一個函數被聲明成了__fastcall，則其參數將放在寄存器中，這將給寄存器的管理帶來問題。所以，如果要將一個函式宣告成__fastcall，必須儲存ECX寄存器。為了避免以上的衝突，在聲明為__fastcall的函數中不要有__asm塊。如果用了/Gr編譯選項(它全域的變成__fastcall)，將每個函式宣告成__cdecl或者__stdcall，這個屬性告訴編譯器用傳統的C方法。

　　如果使用EAX、EBX、ECX、EDX、ESI和EDI寄存器，你不需要儲存它；但如果你用到了DS、 SS、SP、BP和標誌寄存器，那就應該PUSH儲存這些寄存器。

　　如果程式中改變了用於STD和CLD的方向標誌，你必須將其恢複到原來的值。

　　六、轉跳

　　可以在C裡面使用goto調到__asm塊中的標號處，也可以在__asm塊中轉跳到__asm塊裡面和外面的標號處。__asm塊內的標號是不區分大小寫(指令、指示符等也是不區分大小寫)。例:

void func() { goto C_Dest; goto c_dest; goto A_Dest; goto a_dest; __asm { JMP C_Dest ; 合法 JMP c_dest ; MSDN上說合法，但是我在VS.NET中編譯，認為這樣不合法 JMP A_Dest ; 合法 JMP a_dest ; 合法 a_dest: ; __asm 標號 } C_Dest: return; }

　　不要使用函數名稱當作標號，否則將使其跳到函數執行而不是標號處。如下所示:

; 錯誤: 使用函數名作為標號 JNE exit . . . exit: ; 下面是更多的ASM代碼

　　貨幣符號$用於指定當前位置，如下所用，常用於條件跳轉:

 

JNE $+5 ; 下面這條指令的長度是5個位元組 JMP farlabel ;$+5，跳到了這裡 . . . farlabel:

七、調用函數

　　內聯彙編調用C/C++函數必須自己清除堆棧，下面是一個調用C/C++函數例子:

#include char szformat[] = "%s %s\n"; char szHello[] = "Hello"; char szWorld[] = " world"; void main() { __asm { MOV EAX, OFFSET szWorld PUSH EAX MOV EAX, OFFSET szHello PUSH EAX MOV EAX, OFFSET szformat PUSH EAX CALL printf //內聯彙編調用C函數必須自己清除堆棧 //用不使用的EBX寄存器清除堆棧，或ADD ESP, 12 POP EBX POP EBX POP EBX } }

　　注意:函數參數是從右向左壓棧。

　　不能夠訪問C++中的類成員函數，但是可以訪問extern "C"函數。

　　如果調用Windows API函數，則不需要自己清除堆棧，因為API的返回指令是RET n，會自動清除堆棧

　　比如下面的例子:

#include char szAppName[] = "API Test"; void main() { char szHello[] = "Hello, world!"; __asm { PUSH MB_OK OR MB_ICONINformATION PUSH OFFSET szAppName ; 全域變數用OFFSET LEA EAX, szHello ; 局部變數用LEA PUSH EAX PUSH 0 CALL DWORD PTR [MessageBoxA] ; 注意這裡，我費了好大週摺才發現不是CALL MessageBoxA } }

　　一般來說，在Visual C++中使用內聯彙編是為了提高速度，因此這些函數調用儘可能用C/C++寫。

　　八、一個例子

　　下面的例子是在VS.NET(即VC7)中C語言寫的。先建一個工程，將下列代碼放到工程中的.c檔案中編譯，無需作特別的設定，即可編譯通過。

//////////////////////////////////////////////////////////////////////// //預先處理 #include /////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////////////////////////////////////// //全域變數 HWND g_hWnd; HINSTANCE g_hInst; TCHAR szTemp[1024]; TCHAR szAppName[] = "CRC32 Sample"; ///////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //函式宣告 DWORD GetCRC32(const BYTE *pbData, int nSize); int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int iCmdShow); LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam); ///////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //主函數 int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int iCmdShow) { MSG msg; WNDCLASSEX wndClassEx; g_hInst = hInstance; wndClassEx.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX); wndClassEx.style = CS_VREDRAW | CS_HREDRAW; wndClassEx.lpfnWndProc = (WNDPROC) WindowProc; wndClassEx.cbClsExtra = 0; wndClassEx.cbWndExtra = 0; wndClassEx.hInstance = g_hInst; wndClassEx.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION); wndClassEx.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW); wndClassEx.hbrBackground = (HBRUSH) (COLOR_WINDOW); wndClassEx.lpszMenuName = NULL; wndClassEx.lpszClassName = szAppName; wndClassEx.hIconSm = NULL; RegisterClassEx(&wndClassEx); g_hWnd = CreateWindowEx(0, szAppName, szAppName, WS_OVERLAPPED | WS_CAPTION | WS_SYSMENU | WS_THICKFRAME | WS_MINIMIZEBOX, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 300, 70, NULL, NULL, g_hInst, NULL); ShowWindow(g_hWnd, iCmdShow); UpdateWindow(g_hWnd); while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); } return ((int) msg.wParam); } /////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////// //主視窗回呼函數 LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { switch (uMsg) { case WM_CREATE: CreateWindowEx(WS_EX_CLIENTEDGE, "EDIT", NULL, WS_CHILD | WS_VISIBLE | WS_BORDER | ES_AUTOHSCROLL | ES_AUTOVSCROLL | ES_NOHIDESEL | WS_OVERLAPPED, 7, 12, 220, 22, hWnd, (HMENU)1000, g_hInst, NULL); CreateWindowEx(0, "BUTTON", "&OK", WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_PUSHBUTTON | WS_OVERLAPPED | BS_FLAT, 244, 12, 40, 20, hWnd, (HMENU)IDOK, g_hInst, NULL); break; case WM_COMMAND: switch (LOWORD(wParam)) { case IDOK: GetDlgItemText(g_hWnd, 1000, szTemp + 100, 800); wsprintf(szTemp, "當前文字框內的字串的CRC32校正碼是: 0x%lX", GetCRC32(szTemp + 100, (int)strlen(szTemp + 100))); MessageBox(g_hWnd, szTemp, szAppName, MB_OK|MB_ICONINformATION); } break; case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break; default: return (DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam)); } return (0); } ///////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //GetCRC32: 求位元組流的CRC32校正碼 //參數: // pbData: 指向位元組流緩衝區首地址 // nSize: 位元組流長度 // //傳回值: // 位元組流的CRC32校正碼 // //這裡使用查表法求CRC32校正碼，這部分是參考老羅的文章《 矛與盾的較量（2）——CRC原理篇》該寫的。 //原文的具體內容請參看: http://asp.7i24.com/netcool/laoluo/articles/show_article.asp?Article_ID=15 // //下面使用內聯彙編求CRC32校正碼，充分使用了CPU中的寄存器，速度和方便性都是使用C/C++所不能比擬的 // DWORD GetCRC32(const BYTE *pbData, int nSize) { DWORD dwCRC32Table[256]; __asm //這片內聯彙編是初始化CRC32表 { MOV ECX, 256 _NextTable: LEA EAX, [ECX-1] PUSH ECX MOV ECX, 8 _NextBit: SHR EAX, 1 JNC _NotCarry XOR EAX, 0xEDB88320 _NotCarry: DEC ECX JNZ _NextBit POP ECX MOV [dwCRC32Table + ECX*4 - 4], EAX DEC ECX JNZ _NextTable } __asm //下面是求CRC32校正碼 { MOV EAX, -1 MOV EBX, pbData OR EBX, EBX JZ _Done MOV ECX, nSize OR ECX, ECX JZ _Done _NextByte: MOV DL, [EBX] XOR DL, AL MOVZX EDX, DL SHR EAX, 8 XOR EAX, [dwCRC32Table + EDX*4] INC EBX LOOP _NextByte _Done: NOT EAX } } ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

在Visual C++中使用內聯彙編