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-- 發布時間：2010-12-10 15:27:05
-- Visual C++中調用匯編語言的研究與實現
摘要：本文討論了匯編語言在Visual C++中應用的常用方法，介紹了嵌入式匯編方法的格式和模塊調用方法的協議、約定及實現步驟，并結合課題介紹了通過數組借助指針實現C++與匯編語言的混合編程的一種新的方法。
關鍵字：Visual C++； 匯編語言； 混合編程
1 引言
Visual C++ 是當今最流行的軟件開發工具之一，它可以實現可視化編程和支持面向對象的編程技術。通常在軟件開發的過程中，大部分程序采用高級語言編寫，以提高程序的開發效率，但在某些部分，例如程序的關鍵部分、運行次數很多的部分、運行速度要求很高的部分或直接訪問硬件的部分等利用匯編語言編寫，以提高程序的運行效率。為了滿足兩方面的要求，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，共享數據結構和數據信息，充分發揮了各種語言的特點和優勢，大大提高了應用軟件的效率。因此，正確掌握Visual C++與匯編語言的接口技術對軟件開發是十分必要的。
2 Visual C++調用匯編語言的常用方法
通常有兩種方法可以實現Visual C++調用匯編語言。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獨立的程序模塊，匯編語言編寫的源代碼匯編產生目標代碼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，生成可執行文件.EXE。
2.1 VC++中嵌入匯編語句的方法
嵌入式匯編又稱行內匯編，Visual C++提供了嵌入式匯編功能，允許在C++源程序中直接插入匯編語言指令的語句，可以直接訪問C++語言程序中定義的常量、變量和函數，而不用考慮二者之間的接口，從而避免了匯編語言和C++語言之間復雜的接口問題，提高了程序設計效率。
嵌入匯編語言指令采用__asm關鍵字，嵌入匯編格式：__asm{ 指令 }，采用花括號的匯編語言程序段形式。具體應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行文件（.exe）。Visual C++ 中嵌入匯編語句的編譯沒有Turbo C那樣復雜，它直接支持嵌入匯編方式，不需要獨立的匯編系統和另外的連接步驟。因此Visual C++中嵌入匯編比Turbo C中嵌入匯編進行編譯連接更為簡單方便。
2.2 采用模塊調用的方法
采用模塊調用方式，要協調命名、調用、參數傳遞和返回等進行約定。
(1) 采用一致的調用協議
Visual C++語言具有三種調用協議：_cdecl、_stdcall和_fastcall。MASM匯編語言利用“語言類型”確定調用協議和命名約定，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傳遞，調用協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調用協議，MASN匯編語言采用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展成32位，Visual C++中沒有遠、近調用之分，所有調用都是32位的偏移地址，所有的地址參數也都是32位偏移地址，在堆棧中占4個字節。圖1給出了采用C++語言調用協議的堆棧示意圖。參數返回時，對于小于等于32位的數據擴展為32位，存放在EAX寄存器中返回；4－8個字節的返回值存放在EDX、.EAX寄存器中返回；更大字節數據則將它們的地址指針存放在EAX中返回。
(3) 聲明公用函數名和變量名
對Visual C++和匯編語言使用的公用函數和變量應該進行聲明，并且標識符應該一致，C++語言對標識符區分字母的大小寫，而匯編不區分大小寫。在Visual C++語言程序中，采用extern “C”{ }對所調用的函數和變量給予說明。說明形式如下：
對函數的說明：extern “C” { 返回值類型 調用協議 函數名稱（參數類型表）；}
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該標識PUBLIC屬性，使用外部標識符應該用extern說明。
2.3 模塊調用混合編程的實現步驟
采用模塊調用方式進行混合編程一般執行的步驟如下：（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，生成可執行文件.exe。
在與Visual C++混合編程的匯編語言過程中，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，因此匯編語言過程存取堆棧應該使用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使得產生的.obj文件采用32位的格式。
3 在Visual C++中調用匯編語言的第三種方法
通常以上兩種方法就能夠實現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二者的混合編程：通過數組借助指針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件開發，來進行具體說明。
該課題在Visual C++ 6.0的環境下進行開發的，上層采用C++語言，最底層采用了匯編語言，在C++語言中要調用匯編語言的編譯的結果，并進行回填，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++語言中根據需要在需要的地方調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組中，
例如定義一個數組變量unsigned char OBJMOD[1241]。
（3）定義多個指針類型變量指向OBJMOD數組元素的地址，該地址對應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COPILE(*pModal)模塊，例如編譯匯編LIBC21功能模塊時，通過調用COPILE(LIBC21) 函數，把匯編編譯生成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，把匯編機代碼中改寫的內容改寫成需要的地址或值，最后通過調用一系列函數，把結果保存到文件中。
本課題采用這種方法實現了C++和匯編語言的混合編程，從而實現C++語言與匯編語言的無縫結合。
4 結束語
Visual C++和匯編語言混合編程可以實現優勢互補，尤其用在高級語言開發底層軟件方面，例如用Visual C++6.0環境開發數控軟件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。