Visual C++中調(diào)用匯編語言的研究與實現(xiàn)

1 引言

　　Visual C++ 是當今最流行的軟件開發(fā)工具之一，它可以實現(xiàn)可視化編程和支持面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)。人們在開發(fā)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(diào)用，進行參數(shù)傳遞，共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)信息，充分發(fā)揮了各種語言的特點和優(yōu)勢，大大提高了應(yīng)用軟件的效率。因此，正確掌握Visual C++與匯編語言的接口技術(shù)對軟件開發(fā)是十分必要的。
 

　　2 Visual C++調(diào)用匯編語言的常用方法

　　通常有兩種方法可以實現(xiàn)Visual C++調(diào)用匯編語言。一種方法是在從C++語言中直接使用匯編語句，即嵌入式匯編;另一種方法是用兩種語言分別編寫?yīng)毩⒌某绦蚰K，匯編語言編寫的源代碼匯編產(chǎn)生目標代碼OBJ文件，將C++源程序和OBJ文件組建工程文件，然后進行編譯和連接，生成可執(zhí)行文件.EXE。

　　2.1 VC++中嵌入?yún)R編語句的方法

　　嵌入式匯編又稱行內(nèi)匯編，Visual C++提供了嵌入式匯編功能，允許在C++源程序中直接插入?yún)R編語言指令的語句，可以直接訪問C++語言程序中定義的常量、變量和函數(shù)，而不用考慮二者之間的接口，從而避免了匯編語言和C++語言之間復(fù)雜的接口問題，提高了程序設(shè)計效率。

　　嵌入?yún)R編語言指令采用__asm關(guān)鍵字，嵌入?yún)R編格式：__asm{ 指令 }，采用花括號的匯編語言程序段形式。具體應(yīng)用通常采用兩種方式，第一種方式：__asm { 匯編程序段 }, 如下所示：__asm

　　{

　　mov eax,5h

　　mov ecx,7h

　　add eax,ecx

　　}

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

　　__asm mov eax,5h

　　__asm mov ecx,7h

　　__asm add eax,ecx

　　在Turbo C環(huán)境中C語言程序含有嵌入式匯編語言語句時，C編譯器首先將C代碼的源程序(.c)編譯成匯編語言源程序(.asm)。然后激活匯編程序Turbo Assembler將產(chǎn)生的匯編語言源文件編譯成目標文件(.obj)，最后激活Tlink將目標文件鏈接成可執(zhí)行文件(.exe)。Visual C++ 中嵌入?yún)R編語句的編譯沒有Turbo C那樣復(fù)雜，它直接支持嵌入?yún)R編方式，不需要獨立的匯編系統(tǒng)和另外的連接步驟。因此Visual C++中嵌入?yún)R編比Turbo C中嵌入?yún)R編進行編譯連接更為簡單方便。

　　2.2 采用模塊調(diào)用的方法

　　采用模塊調(diào)用方式，要協(xié)調(diào)命名、調(diào)用、參數(shù)傳遞和返回等進行約定。

　　(1) 采用一致的調(diào)用協(xié)議

　　Visual C++語言具有三種調(diào)用協(xié)議：_cdecl、_stdcall和_fastcall。MASM匯編語言利用“語言類型”確定調(diào)用協(xié)議和命名約定，支持的語言類型有：C、SYSCALL、STDCALL、PASCAL、BASIC和FORTRAN。

　　Visual C++與匯編語言混合編程通常利用堆棧進行參數(shù)傳遞，調(diào)用協(xié)議決定利用堆棧的方法和命名約定，兩者要一致，通常Visual C++采用_cdecl調(diào)用協(xié)議，MASN匯編語言采用C語言調(diào)用協(xié)議。

　　(2) 入口參數(shù)和返回參數(shù)的約定

　　不論何種整數(shù)類型進行參數(shù)傳遞時都擴展成32位，Visual C++中沒有遠、近調(diào)用之分，所有調(diào)用都是32位的偏移地址，所有的地址參數(shù)也都是32位偏移地址，在堆棧中占4個字節(jié)。圖1給出了采用C++語言調(diào)用協(xié)議的堆棧示意圖。參數(shù)返回時，對于小于等于32位的數(shù)據(jù)擴展為32位，存放在EAX寄存器中返回;4-8個字節(jié)的返回值存放在EDX、.EAX寄存器中返回;更大字節(jié)數(shù)據(jù)則將它們的地址指針存放在EAX中返回。

　　(3) 聲明公用函數(shù)名和變量名

　　對Visual C++和匯編語言使用的公用函數(shù)和變量應(yīng)該進行聲明，并且標識符應(yīng)該一致，C++語言對標識符區(qū)分字母的大小寫，而匯編不區(qū)分大小寫。在Visual C++語言程序中，采用extern “C”{ }對所調(diào)用的函數(shù)和變量給予說明。說明形式如下：

　　對函數(shù)的說明：extern “C” { 返回值類型 調(diào)用協(xié)議 函數(shù)名稱(參數(shù)類型表);}

　　對變量的說明：extern “C” { 變量類型 變量名;}

　　匯編語言程序中供外部使用的標識符應(yīng)該標識PUBLIC屬性，使用外部標識符應(yīng)該用extern說明。

　　2.3 模塊調(diào)用混合編程的實現(xiàn)步驟

　　采用模塊調(diào)用方式進行混合編程一般執(zhí)行的步驟如下：(1)建立C++源程序(.cpp);(2)建立匯編語言源程序，并把匯編語言匯編成.obj文件;(3)建立工程文件.prj，將C++源程序和.obj文件放入該工程項目;(4)對工程文件進行編譯、連接，生成可執(zhí)行文件.exe。

　　在與Visual C++混合編程的匯編語言過程中，編程環(huán)境是32位的，應(yīng)該注意與16位MS-DOS環(huán)境的區(qū)別，在這種環(huán)境下的寄存器是32位的，因此匯編語言過程存取堆棧應(yīng)該使用32位寄存器EBP進行相對尋址，而不是采用BP。匯編語言簡化段定義的格式應(yīng)該采用flat模式，并且匯編時采用選項/coff，ML命令的選項/coff使得產(chǎn)生的.obj文件采用32位的格式。

　　3 在Visual C++中調(diào)用匯編語言的第三種方法

　　通常以上兩種方法就能夠?qū)崿F(xiàn)C++與匯編語言混合編程，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(xiàn)二者的混合編程：通過數(shù)組借助指針實現(xiàn)二者的混合編程。下面結(jié)合我們開發(fā)的課題――數(shù)控系統(tǒng)邏輯控制系統(tǒng)軟件開發(fā)，來進行具體說明。

　　該課題在Visual C++ 6.0的環(huán)境下進行開發(fā)的，上層采用C++語言，最底層采用了匯編語言，在C++語言中要調(diào)用匯編語言的編譯的結(jié)果，并進行回填，如果用通用的混合編程方法無法實現(xiàn)二者的調(diào)用，因為底層匯編語言是把所有的邏輯運算功能指令匯編在一起，而在C++語言中根據(jù)需要在需要的地方調(diào)用匯編語言中的某一功能模塊，因此對匯編語言編譯后的.OBJ文件無法進行控制。具體實現(xiàn)方法如下：

　　(1)把包括所有的邏輯指令的匯編語句編成一個匯編模塊程序，在匯編編譯器(如masm 6.x)中將匯編程序編譯成.OBJ文件。

　　(2)將匯編生成的機代碼放在一個數(shù)組中，

　　例如定義一個數(shù)組變量unsigned char OBJMOD[1241]。

　　(3)定義多個指針類型變量指向OBJMOD數(shù)組元素的地址，該地址對應(yīng)每個匯編功能模塊的首地址，如定義一個指針變量unsigned char *LIBC21=&OBJMOD[869]。

　　(4)通過函數(shù)COPILE(*pModal)模塊，例如編譯匯編LIBC21功能模塊時，通過調(diào)用COPILE(LIBC21) 函數(shù)，把匯編編譯生成的機代碼分別傳遞到工作區(qū)域WKAREA中，通過WKAREA[POSIRR]=BUFRIS[PTRIS]來實現(xiàn)二次填充，把匯編機代碼中改寫的內(nèi)容改寫成需要的地址或值，最后通過調(diào)用一系列函數(shù)，把結(jié)果保存到文件中。

　　本課題采用這種方法實現(xiàn)了C++和匯編語言的混合編程，從而實現(xiàn)C++語言與匯編語言的無縫結(jié)合。

　　4 結(jié)束語

　　Visual C++和匯編語言混合編程可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補，尤其用在高級語言開發(fā)底層軟件方面，例如用Visual C++6.0環(huán)境開發(fā)數(shù)控軟件PLC的控制功能，這種優(yōu)勢更為明顯，具有很好的實際應(yīng)用價值。