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内联汇编基础知识

 2007-03-16 21:57:25 来源:WEB开发网   
核心提示:几天看了孙原等几位仁兄关于汇编语言的几篇文章,颇感兴趣,内联汇编基础知识,于是查了查98版的MSDN中,其中也有几篇关于内联汇编的基础,对于成员函数的调用仍没有成功,请各位高手帮忙解决这个问题,索引字是asm,讲得不算太难

几天看了孙原等几位仁兄关于汇编语言的几篇文章,颇感兴趣。于是查了查98版的MSDN中,其中也有几篇关于内联汇编的基础,索引字是asm。讲得不算太难,于是试着将其内容写下来了,特此贴来。

一、 内联汇编简述

Visual C++ 6.0编译器下,内联汇编可以使用所有的Intel486处理器指令集。而且可以对目标处理器建立起伪指令来实现附加指令功能。内联汇编可以使用MASM编译器所允许的表达式,其中的一些表达式可以通过操作符和操作数的组合,对单精值进行运算.

虽然内联汇编可以访问CC++中的数据变量以及类对象,但它不可能通过MASM指令和操作符来定义数据及对象。尤其你还不能使用DB, DW, DD, DQ, DT和DF等定义指令以及DUP和This操作符。汇编中的结构记录也不是可用的。内联汇编也不支持directives STRUC, RECORD, WIDTH, 和 MASK指令。不过,在内联汇编可以使用到一个_emit宏指令,它类似于MASM中的DB指令,它可以在本区域内定义出一个字节型,虽然它每次只能定义一个字节出来,但还是可以用它来定义出一个字符串,请看示例:

#define randasm __asm _emit 0x4A __asm _emit 0x43 __asm _emit 0x4B

__asm
{
   randasm
}
虽然内联汇编不支持MASM中的很多指令,但它支持EVEN 和 ALIGN指令。它们被用于那些需要使用align labels来指定分界线的汇编指令。

内联汇编不可以是一个宏汇编程序,你不可以使用MASM中的宏定义指令以及宏操作符。但内联汇编是可以使用CC++中的预理指令来定义宏。

在处理段时,你只能使用寄存器,而不是通过名字,因为在内联汇编中这是非法的。而且段必须显式地使用寄存器,如: ES:[BX]

在内联汇编使用操作符LENGTH, SIZE, 和 TYPE可以来对变量以及类型进行长度的测量,你可以使用它们来求得CC++中的变量及类型的长度:

*LENGTH操作符可以返回在一个变量数组中的元素个数,如果返回为1则代表这不是一个变量数组。

*SIZE操作符可以求得一个变量及类型的总长度。这个值也可以由LENGTH与TYPE积来求得。

*TYPE操作符可以求得一个变量及类型的长度,与SIZE不同的是,如果变量名是一个数组的话,则返加这个数组中单个元素的长度。

具体情况请看下表:

__asmCSize
LENGTH arrsizeof(arr)/sizeof(arr[0])8
SIZE arrsizeof(arr)16
TYPE arrsizeof(arr[0])2

包含着内联汇编的程序可以使用/Zi选项编译,从而来进行代码级的调试工作。这样,你就可以同时在CC++程序段与内联汇编段中设置断点,如果你使用/Fas选项允许混合汇编与CC++源程序调试方式,那么你就可以看到混合着汇编与源程序的代码集合。

Visual C++编译器允许你在内联汇编程序中使用Intel处理器的MMX指令集。不过如果使用MMX指令集编译器会发生警告。更多的信息请查看MSDN的Web站点。

二、 关于内联汇编的具体使用说明:

因为内联汇编不需要编译与链接过程,因此它比一个汇编程序更为方便。由于它能够访问CC++中的变量及函数,所以它能够更好和你CC++代码融为一体。内联汇编可以在以下方面进行编程:

*用汇编语言编写函数。

*使用汇编语言来产生速度最优化代码段。

*直接使用汇编语言来对硬件进行访问。

*为naked函数调用编写保护现场和恢复现场代码( prolog and epilog code)

如果你计划在不同机器上运行程序的话,那么你应该分别放置不同机种的专一汇编代码。因为内联汇编有一定的机器专一性,它不完全支持所有MASM中的宏与数据类型。

VC不支持C++中的asm关键字,所以你需要使用__asm(两个下划线)关键字来编写你的内联汇编代码。

你可以使用这个关键字来编写一个内联代码段,如:

__asm
{
  mov al, 2
  mov dx, 0xD007
  out al, dx
}
也可以只编写一行式的内联代码,如:__asm mov al, 2
__asm mov dx, 0xD007
__asm out al, dx
以上两段代码是同义的。但是第一种写法比较有好处(advantages?),它可以与C源码明显的区别开来,而且避免重复输入不必要__asm关键字。 在内联汇编代码段中以下的C语言元素是可以被应用的:

*符号,包括跳转标签,变量名和函数名。(所使用CC++符号必须在其使用名域之内。)

*CC++常量,包括const符号化常量和共用体(enum)中的常量

*宏以及预处理表达式。

*CC++风格的注释,//,/*,*/

*类型名

*typedef定义的类型名

三、在内联汇编代码中使用C操作符

在内联汇编中不能使用CC++专有的操作符,诸如:<<,虽然,有一些操作符是MASM与C中都在使用的,比如:*操作符。但在内联汇编中被优先解释为汇编操作符。例如,在C中方括号是用来访问数组的元素的。C将它解释为首地址+单个元素长度*元素序号。而在内联汇编中,则将它解释为首地址+方括号中定义的数量。是对一个地址的字节偏移量。这一点是在编程中应该特注意的。所以以下这一段代码是错误的int array[10];
__asm mov array[6], 0 ; 期望达到C中的array[6] = 0功能,但这是错误的。
正确的代码如下:__asm mov array[6 * TYPE int], 0 ;
array[6] = 0;
在内联汇编中使用CC++符号(如前面如述,符号包括常量名,变量名,函数名以及跳转标签)应注意以下几点:

*所使用CC++符号必须在其使用名域之内。

*一般的情况下,一句汇编语句只允许出现一个CC++符号。在LENGTH, TYPE, 和 SIZE表达式中则可以使用多个CC++符号。

*就像C语言一样,在内联汇编中调用函数之前,必须显式的声明函数。否则编译器将会报错。

*注意在内联汇编中不能使用那些与MASM中保留字相同的CC++符号。

*注意CC++中的类,结构体以及共用体在内联汇编中不直接使用。

下面将举几个关于使用CC++符号的例子。

如果先前C已经定义了一个变量var,那么则内联汇编可以访问这个变量如下:__asm mov eax, var   ;将变量var中的值赋给eax寄存器中。如果有一个结构体first_type和一个实例hal:struct first_type
{
  char *weasel;
  int same_name;
} hal;
在访问hal对象时,则必须如下:__asm
{
  mov ebx, OFFSET hal       ;取得hal对象的首地址
  mov ecx, [ebx]hal.same_name ;加上same_name偏移值,则可以访问到成员same_name
  mov esi, [ebx]hal.weasel  ;加上weasel偏移值。
}
下面是一个内联汇编如何实现一个函数的例子:#include <stdio.h>
int power2( int num, int power );
void main( void )
{
  printf( "3 times 2 to the power of 5 is %d
",
      power2( 3, 5) );
}
int power2( int num, int power )
{
  __asm
  {
   mov eax, num  ; 取得第一个参数
   mov ecx, power ; 取得第二个参数
   shl eax, cl   ; EAX = EAX * CL
  }
  //在函数中,返回值是由eax负责往回传递的。(顺便问一句ax与eax有什么不同啊?是不是一样的?)
}
因为内联函数中没有return,所以在上面的例子中,编译器会报出警告。还好,不像Java一样,少一个多一个return都会编译不通过。你可以使用宏#pragma warning来关掉警告器。在pascall式函数中堆栈的复位是由函数负责的,而不是调用者。在上面的例子中,由是在C函数中内部嵌入汇编来完成汇编函数的。在C函数出口处,C编译器会自动添加复栈指令,而不必自己添写。那反而会使系统混乱. 在内联汇编中跳转指令(包括条件跳转),可以跳转到C语言goto能到的所有地方。Goto也可以跳到内联汇编中定义的标签,示例如下:void func( void )
{
  goto C_Dest; /* Legal: correct case  */
  goto c_dest; /* Error: incorrect case在C中大小写区分。*/
  goto A_Dest; /* Legal: correct case  */
  goto a_dest; /* Legal: incorrect case */
  __asm
  {
   jmp C_Dest ; Legal: correct case
   jmp c_dest ; Legal: incorrect case
   jmp A_Dest ; Legal: correct case
   jmp a_dest ; Legal: incorrect case
   a_dest:  ; __asm label
  }
  C_Dest:    /* C label */
  return;
}
另外,在给标签起名时尽量避免与C内部的或已经使用了的标签名重名,如果那样的将会出现灾难性的程序错误。因此,在起名时最好追查一下是否这个名字已经被使用了。在引用函数时,应注意参数的从右向左方向地压栈。比如有一个函数是 int CAdd (int a,int b) 则应该如此调用:__asm
{
    mov eax,2;
    push; 参数b等于2
    mov eax,3;
    push; 参数a等于3
    call CAdd;调用CAdd函数
    mov Result,eax;所有函数的返回值都被存放在eax。于是,Result等于5
}
注意内联汇编无法调用重载函数,因为被重载函数名与原函数名不一样。所以如果你需求调用的话, (我记得vckbase中有关于重载函数的文章),就不要定义重载函数,且C++函数必须使用extern "C"关键字来定义。因为C中的预处理指令#define是字符代换,所以你可以使用#define来定义一个汇编宏,例如:#define PORTIO __asm   
/* Port output */    
{            
  __asm mov al, 2    
  __asm mov dx, 0xD007 
  __asm out al, dx   
}
以上,就是内联汇编的基本使用描述。由于,本人的英文并不是太好,所以写出来的文章有些不连续,而且大部分话是我自己说的,或许还会译错的地方,还请大家指教见谅。以下是我自己写的一段关于类,结构体的示例:#include <iostream.h>
struct MyData
{
    int nMember1;
    int * lpMember2;
};
void main()
{
    MyData sample;
    __asm//这是对成员变量赋值
    {
         mov eax,12;
         mov sample.nMember1,eax;
    }
    cout <<sample.nMember1<<endl;
    __asm//这是对成员指针赋值
    {
         lea eax,sample.nMember1;
         mov sample.lpMember2,eax;
    }
    cout <<*sample.lpMember2<<endl;
   
    __asm//这是对指针所指向的变量赋值
    {
         mov ebx,sample.lpMember2;
         mov eax,5;
         mov [ebx],eax;
    }
    cout <<sample.nMember1<<endl;
}
不过,对于成员函数的调用仍没有成功。请各位高手帮忙解决这个问题。谢谢。

Tags:内联 汇编 基础知识

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