分类： C/C++
2009-07-11 08:44:59
汇编语言没有高级语言要占用较大的存储空间和较长的运行时间等缺点,它的运行速度快是高级语言所不能比拟的。可以说高级语言与汇编语言各有千秋。有时我们采用高级语言编程速度达不到要求,全部采用汇编语言编程工作量又大,此时可以采用"混合"编程,彼此相互调用,进行参数传递,共享数据结构及数据信息,是一种有效的编程方法。这种方法可以发挥各种语言的优势和特点,充分利用现有的多种实用程序、库程序等使软件的开发周期大大缩短。
1 高级语言与汇编语言的接口需要解决的问题
1、需要说明和建立调用者与被调用者间的关系被调用的过程或函数应预先说明为外部类型,如汇编子程序,应用PUBLIC说明其可被外部模块引用;调用程序则应预先说明要引用的外部模块名。
2、参数传递问题在汇编子程序之间通常采用寄存器作为参数传递的工具,汇编语言与高级语言程序间的参数传递,一般采用堆栈来传递,即调用程序将参数依次压入堆栈中,当被转调用程序后,再从堆栈中依次弹出参数作为操作数使用。为此,必须了解各种语言的堆栈结构、生成方式和入栈方式等。BASIC、FORTRAN、PASCAL等语言其参数进栈顺序是与参数在参数表中出现的顺序相同,即从右到左;而C语言则相反。
2 C语言与汇编语言的接口
2.1 C语言调用汇编子程序
●在C程序中使用关键字"ExTERn"对函数作显式说明。
●参数传递顺序是按其在参数表中出现的顺序的反序被压入堆栈中,即第一个参数最后进入堆栈,它在栈中的地址最低。
●对不同的存储模式(极小、小、紧凑、中、大和巨)要选用不同的汇编语言格式,如C程序为小模式,汇编用近过程,C程序为大模式,汇编用远过程。
●汇编程序取C的参数。远过程返回地址占四个字节,BP压入占二字节,所以第一个参数在BP+6所指向的单元。对于近过程第一个参数在BP+4所指向的单元。
●汇编程序中寄存器的保护。TuRboC允许子过程使用SI和DI存放局部变量,当寄存器变量多于二个时,多余部分会自动转到堆栈中存储。因此,汇编过程的格式为:
PUSH BP
MOV BP,SP
PUSH DI
PUSH SI?
……….
语 句?
………….
POP SI
POP DI
POP BP
RET
●返回值。每种C数据类型都有一个标准的返回位置,一般在AX中(极小、小、中模式),DX:AX(紧凑、大、巨模式),如:chaR,unSignEdchaR,Enum,ShoRTinT等,返回值位置为AX,且返回数据必须放置在RET指令之前。汇编子程序要定义为远过程,并用PUBLIC伪指令把过程名定义为公共。例
:#includE〃STdio.h〃
#includE〃STdlib.h〃
chaRMESSagE[]=〃MESSagE〃;
inTfaRREVSTR(chaRfaR STR);
Voidmain(Void)
{ REVSTR((chaRfaR )MESSagE);
printf(〃%S〃,MESSagE);
}
REVSTR.asm
…
PUBLIC-REVSTR-
REVSTR PROC
PUSH BP
MOVBP,SP
PUSH DS
PUSH SI
PUSH DI
…
POP SI
POP AX
MOV DS,AX
POP BP
MOV AX,CX
RET
REVSTR ENDP
END
2.2 C语言嵌入汇编
在C程序中允许直接编写汇编语言代码,这称作嵌入汇编。C程序中嵌入汇编后可以无分号(C语言的语句以分号结束,汇编语句是C语言中唯一以换行结束的语句),以关键词ASM张一个嵌入汇编指令,如需多个ASM语句,可以将它们放在花括号内。如,
ASMMOVAX,DX/ 注释 /
ASM
PUSHAX}/ 注释 /
C语言允许嵌入四类汇编命令:一般指令、串指令、跳转指令、数据分配和定义指令,嵌入汇编比调用汇编子程序更方便、灵活、功能也更强。但嵌入汇编不是一个完整的汇编程序,所以许多错误不能马上检查出来。
3 结 束 语
采用两种或两种以上的编程语言组合编程,彼此相互调用,进行参数传递,是一种有效的程序设计方法。这种方法可以充分发挥各种语言的优势,充分利用现有的实用程序,是当前程序接口技术的一个重要研究和应用领域
WIN-TC使用TC2内核
所以嵌入汇编得用TC2的语法：
方法是使用asm关键字:其格式是:
asm opcode
main()
{
char *c="hello,world\n\r$";
asm mov ah,9
asm mov dx,c
asm int 33
printf("You sucessed!");
}
/*************** C内嵌汇编示例 ***************/
#include "stdio.h"
#include "conio.h"
int min(int v1,int v2)
{asm mov ax,v1;
asm cmp ax,v2;
asm jle minexit;
asm mov ax,v2;
minexit:
return(_AX);
}
main()
{printf("min(10,3) is %d\nmin(34,552) is %d",min(10,3),min(34,552));
getch();
}
C语言是目前非常流行的一种编程语言，除具有高级语言使用方便灵活、数据处理能力强、 编程简单等优点外，还可实现汇编语言的大部分功能，如可直接对硬件进行操作、生成的 目标代码质量较高且执行的速度较快等。所以在工程上对硬件处理速度要求不很高的情况下， 基本可以用C代替汇编语言，编写接口电路的控制软件。但C也不能完全取代汇编语言，如在一些对速度要求很高的实时控制系统中，以及对硬件的特殊控制方面，C有时也不能完全很好胜任，还需要汇编语言来编写。因为汇编语言目标代码更精练，对硬件直接控制能力更强和执行速度更快，但汇编语言编程烦难、表达能力差也显而易见。比较好的解决办法是C与汇编语言混合编程，即用C编写软件的调度程序、用户界面以及速度要求不高的控制部分，而用汇编语言对速度敏感部分提供最高速度的处理模块，供C调用。这种方法提供了最佳的软件设计方案，做到了兼顾速度效率高和灵活方便。由于本人的毕业设计需要C程序中调用汇编模块的方法来提高ARM定点指令的执行速度，故对这方面进行了学习。学习心得如下：
对于C和汇编语言的接口主要有两个问题需要解决。
一、调用者与被调用者的参数传递
这种数据传递通过堆栈完成，在执行调用时从调用程序参数表中的最后一个参数开始 ，自动依次压入堆栈；将所有参数压入堆栈后，再自动将被调用程序执行结束后的返回地址 （断点）压入堆栈，以使被调程序结束后能返回主调程序的正确位置而继续执行。例如一调用名为add汇编程序模块的主函数：main( ){...... add(dest,op1,op2,flages)；......}。在此例中对主函数进行反汇编，主函数在调用add函数前自动组织的堆栈。
.
.
.
lea 0xfffffffe8(%ebp),%eax #flages数组的首地址入栈
push %eax
pushl 0xfffffff8(%ebp) #OP2入栈
pushl 0xfffffffc(%ebp) #OP1 入栈
pushl 0xfffffff0(%ebp) #dest地址入栈
call 0x
.
.
执行完add调用语句后，栈内数据结果如图一所示。
进入汇编子程序后，为了能正确获取主调程序并存入堆栈中的数据，被调的汇编子程序先后要做如下一些工作：
１、 保存esp的副本
进入汇编子程序后，子程序中免不了要有压栈和出栈的操作，故ESP时刻在变化。为了能用 ESP访问堆栈中的参数，安全办法是一进入子程序后，先为ESP制副本，以后对传递参数的访问 都用副本进行。一般可用EBP保存ESP，如：
push %ebp
mov %ebp，%esp
2、保留数据空间
如果汇编子程序中需要一些局部数据，可以简单地减小ESP的值，以便在栈空间中保留出一段存贮区，用于存放局部数据，该区域须在子程序结束后恢复。如下语句可以保留一个局部数据区：
push %ebp
mov %ebp ,%esp
subl space,%esp；设space=4
movl $0x0,%ebp
movl $0x0,-2(%ebp)
如上语句段中，space是局部数据的总字节数。在以后的应用中，由于ESP是变化的，而 EBP是 固定的，用负偏移量可以存取局部变量。上例利用EBP及偏移量，将两个字的局部数 据初始化为0。
3、保留寄存器值
如果在被调子程序中用到ESI、EDI等其它寄存器，则应先把它们压入堆栈，以保留寄存器原值 。例如，下例就是将ESI和EDI寄存器的值压栈:
pushl %ebp
movl %ebp ,%esp
subl $space ,%esp,
pushl %esi
pushl %edi
4、获取传递参数
作完了1～3步的操作后，结合上面C程序传送参数这一例子，现在栈结构如图二所示。
由此可见，EBP保留了ESP在参数传递完并将EBP压栈后的一个副本，利用EBP可以很方便地访问各参数。现假设各参数都是2字节的整数值，在小模式编译方式共占用2个字节。如果要将传递的参数op1、op2取出，并分别赋给ebx、ecx寄存器，可由下列语句完成这一功能：
movl 0x8(%ebp),%eax
movl 0xc(%ebp),%ecx
5、子程序返回值
当子程序的执行结果需要返回时，根据返回值的字长，C按如下约定接收返回值：1字节在AL 寄存器中；2字节在EAX寄存器中；4字节则高位部分在EDX中、低位部分在EAX寄存器中。C可从这些寄存器中取出返回值。
6、退出汇编子程序
结束汇编子程序的步骤如下：
1） 若ESS、EDS、ESI或EDI已被压栈，则需按保存它们的相反顺序弹出它们。
2） 若在过程开始时分配了局部数据空间，则以指令 mov %esp和%ebp 恢复%esp。
3） 以指令pop %ebp 恢复%ebp ，该步是必须的。或者可以用leave语句来恢复%ebp 。它相当于movl %ebp, %esp; popl %ebp
4） 最后以ret结束汇编程序。
二、 说明和建立调用者与被调用者间的连系
为了建立调用与被调用模块间的连接关系，被调用的汇编程序应用global，说明其可被外部模块调用；而调用程序则应预先说明要引用的外部模块名。下面通过我的例子进行说明，该例是C调用add0的汇编子程序。程序清单如下：
/* add.c */
#include
extern void add(int *dest,int op1,int op2,short int*flages);
/*
int main(void){
int op1,op2,result;
int *dest=&result;
short int flages[4]={0,0,0,0};
printf("please enter two soure operater:");
scanf("%x%x",&op1,&op2);
add(dest,op1,op2,flages);/*调用add0函数*/
printf("The result of ADD is :%x\n flages N(negative) Z(zero) C(carry) V(overflow:%d,%d,%d,%d\n",*dest,flages[3],flages[2],flages[1],flages[0]);
return 0;
}
#add.s
.text
.align 2
.global add
.type add,function
#定义add为外部可调用的函数
add:
push %ebp #ebp寄存器内容压栈，保存add函数的上级调用函数的栈基地址
mov %esp,%ebp #esp值赋给ebp，设置add函数的栈基地址
mov 0x8(%ebp),%edx
mov 0x10(%ebp),%eax
add 0xc(%ebp),%eax
mov %eax,(%edx)
mov 0x14(%ebp),%eax
jo OF
C:
jc CF
S:
js SF
jz ZF
jmp out
OF:
movw $0x1,(%eax)
jmp C
CF:
movw $0x1,0x2(%eax)
jmp S
SF:
movw $0x1,0x6(%eax)
movw $0x0,0x4(%eax)
jmp out
ZF:
movw $0x1,0x4(%eax)
movw $0x0,0x6(%eax)
out:
leave #将ebp值赋给esp，pop先前栈内的上级函数栈的基地址给#ebp，恢复原栈基址
ret #add函数返回，回到上级的调用函数
其中.text 标志一个代码段的开始，这是AT&T的段格式；global add;\n
type add,function说明add是公用的，可以由外部其它单独编译模块调用。
将C源程序以文件名add.c存盘，汇编语言源程序以add.s 存盘;通过MAKE进行编译和连接连接代码如下：
all: myadd
myadd: adds.o addc.o
gcc –o myadd adds.o adc.o
adds.o: add.s
as –o adds.o add.s
addc.o: add.c
gcc –g –o addc.o add.c
由上可见，在C中调用汇编模块很方便。所以我们在实际软件开发中，可以采用混合编程的技术，从而尽可能利用各语言的优势。既满足实际问题的需要，又简化设计过程，达到事半功倍的效果。
