第7章-匯編語(yǔ)言與C／C++的混合編程

第7章匯編語(yǔ)言與C／C++的混合編程教學(xué)重點(diǎn)第7章介紹實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，常見(jiàn)的混合編程問(wèn)題，重點(diǎn)是參數(shù)傳遞方法混合編程的兩種方式模塊連接的約定規(guī)則模塊連接的參數(shù)傳遞方法C++代碼優(yōu)化2什么是混合編程多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言間，通過(guò)相互調(diào)用、參數(shù)傳遞、共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)信息而形成程序的過(guò)程就是混合編程程序的大部分采用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)，以提高程序的開(kāi)發(fā)效率；在某些部分，利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，以提高程序的運(yùn)行效率混合編程方法嵌入式匯編——在C/C++語(yǔ)言中直接使用匯編語(yǔ)言語(yǔ)句，簡(jiǎn)潔直觀、功能較弱模塊連接——兩種語(yǔ)言分別編寫(xiě)?yīng)毩⒌某绦蚰K，分別產(chǎn)生目標(biāo)代碼OBJ文件，然后進(jìn)行連接，形成一個(gè)完整的程序使用靈活、功能強(qiáng)，要解決參數(shù)傳遞問(wèn)題混合編程的關(guān)鍵問(wèn)題建立不同語(yǔ)言之間的接口在不同格式的兩種語(yǔ)言間提供有效的通訊方式，作出符合兩種語(yǔ)言調(diào)用約定的某種形式說(shuō)明，實(shí)現(xiàn)兩種語(yǔ)言間的程序模塊互相調(diào)用、變量的相互傳送以及參數(shù)和返回值的正確使用7.1TurboC嵌入式匯編方式格式

asm

操作碼

操作數(shù)

<;或換行>舉例

asm

mov

ax,ds;

asmpopax;asmpopds;asmret;

asmpushds

/*asm語(yǔ)句是C程序中唯一可以用換行結(jié)尾的語(yǔ)句*/

若干注意事項(xiàng)操作碼支持8086/8087指令或若干偽指令：db/dw/ddextern操作數(shù)是操作碼可接受的數(shù)據(jù)：立即數(shù)、寄存器名，還可以是C語(yǔ)言程序中的常量、變量和標(biāo)號(hào)等內(nèi)嵌的匯編語(yǔ)句可以用分號(hào)“;”結(jié)束，也可以用換行符結(jié)束使用C的注釋，如

/*…*/正確運(yùn)用通用寄存器、標(biāo)號(hào)等7訪問(wèn)C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)嵌入的匯編語(yǔ)句除可以使用指令允許的立即數(shù)、寄存器名外，還可以使用C語(yǔ)言程序中的任何符號(hào)（標(biāo)識(shí)符），包括變量、常量、標(biāo)號(hào)、函數(shù)名、寄存器變量、函數(shù)參數(shù)等；C編譯程序自動(dòng)將它們轉(zhuǎn)換成相應(yīng)匯編語(yǔ)言指令的操作數(shù)，并在標(biāo)識(shí)符名前加下劃線。對(duì)于具有內(nèi)嵌匯編語(yǔ)句的C程序，C編譯器要調(diào)用匯編程序進(jìn)行匯編。匯編程序在分析一條嵌入式匯編指令的操作數(shù)時(shí)，若遇到了一個(gè)標(biāo)識(shí)符，它將在C程序的符號(hào)表中搜索該標(biāo)識(shí)符；但8086寄存器名不在搜索范圍之內(nèi)，而且大小寫(xiě)形式的寄存器名都可以使用。8訪問(wèn)C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)例7.1：用嵌入?yún)R編方式實(shí)現(xiàn)取兩數(shù)較小值的函數(shù)min

/*LT701.C*/int

min(intvar1,intvar2)/*用嵌入?yún)R編語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)的求較小值*/{ asm

movax,var1

asm

cmpax,var2

asm

jle

minexit

asm

movax,var2minexit:return(_AX);/*將寄存器AX的內(nèi)容作為函數(shù)的返回值*/}main()

/*C語(yǔ)言主程序*/{

min(100,200);}注意事項(xiàng)9嵌入?yún)R編的編譯過(guò)程C語(yǔ)言程序中含有嵌入式匯編語(yǔ)言語(yǔ)句時(shí)C編譯器首先將C代碼的源程序（.c）編譯成匯編語(yǔ)言源文件（.asm）然后激活匯編程序TurboAssembler將產(chǎn)生的匯編語(yǔ)言源文件編譯成目標(biāo)文件（.obj）最后激活Tlink將目標(biāo)文件鏈接成可執(zhí)行文件（.exe）。

10/*LT702.C*/#include<stdio.h>voidupper(char*dest,char*src){ asm

mov

si,src /*dest和src是地址指針*/

asm

mov

di,dest

asm

cldloop: asm

lodsb /*C語(yǔ)言定義的標(biāo)號(hào)*/

asm

cmp

al,'a'

asm

jbcopy /*轉(zhuǎn)移到C的標(biāo)號(hào)*/

asm

cmp

al,'z'

asm

jacopy /*不是’a’到’z’之間的字符原樣復(fù)制*/例7.2－1/2

asmsubal,20h

/*小寫(xiě)字母轉(zhuǎn)換成大寫(xiě)*/copy: asm

stosb

asmandal,al/*C語(yǔ)言中，字符串用NULL（0）結(jié)尾*/

asm

jnzloop}main() /*主程序*/{charstr[]="ThisStartedOutAsLowercase!";charchr[100];

upper(chr,str);

printf("Originstring:\n%s\n",str);

printf("UppercaseString:\n%s\n",chr);}例7.2－2/2DEMO例7.27.2TurboC模塊連接方式要注意模塊連接的約定規(guī)則命名約定：匯編語(yǔ)言過(guò)程應(yīng)采用C語(yǔ)言類型

聲明約定寄存器使用約定存儲(chǔ)模式約定：采用相同的存儲(chǔ)模式參數(shù)傳遞是關(guān)鍵通過(guò)堆棧傳遞入口參數(shù)通過(guò)寄存器返回出口參數(shù)7.2.1混合編程的約定規(guī)則13;匯編語(yǔ)言子程序：lt703s.asm .modelsmall,c

;小型存儲(chǔ)模式

.datamsg db’Hello,CandAssembly!$’ .code

PUBLICdisplay display proc

movah,9 ;小型模式不必設(shè)置DS

mov

dx,offset

msg

;寄存器AX和DX無(wú)須保護(hù)

int21h retdisplay endp

end例7.3－1/27.2.2編譯和連接過(guò)程/*C語(yǔ)言程序：lt703.c*/externvoiddisplay(void);

/*說(shuō)明display是外部函數(shù)*/main(){display();}利用匯編程序編譯匯編語(yǔ)言程序成目標(biāo)代碼文件：

ML/clt703s.asm或masmlt703s.asm利用C編譯程序編譯C程序、連接目標(biāo)代碼文件：

TCC-clt703.c例7.3－2/2DEMO編譯和連接過(guò)程利用連接程序?qū)⒏鱾€(gè)目標(biāo)代碼文件連接在一起，得到可執(zhí)行程序文件，例如：

TLINKlib\c0slt703lt703s,lt703.exe,,lib\cs注意:直接使用TurboC的連接程序TLINK進(jìn)行連接時(shí)，用戶必須指定要連接的與存儲(chǔ)模式一致的初始化模塊和函數(shù)庫(kù)文件，并且初始化模塊必須是第一個(gè)文件。編譯和連接也可以利用命令行一次完成,一般格式為：TCC-mx-I包含文件路徑-L庫(kù)文件路徑filename1filename2...例如，上例可以利用如下命令：

TCC-ms-Iinclude-Lliblt703.clt703s.obj167.2.3混合編程的參數(shù)傳遞Lt0701.c的編譯結(jié)果——如教材P218

movax,200

pushax;壓入?yún)?shù)200（第2個(gè)參數(shù)）

movax,100

pushax;壓入?yún)?shù)100（第1個(gè)參數(shù)）

callnearptr_min;調(diào)用min(100,200)

popcx;兩條出棧指令用于平衡堆棧

popcx17;匯編語(yǔ)言子程序：lt704s.asm

.modelsmall,c

PUBLICmin

.codemin

proc

;小型模式，為近過(guò)程

pushbp

mov

bp,sp

movax,

[bp+4]

;取第1個(gè)參數(shù)

cmpax,

[bp+6]

;與第2個(gè)參數(shù)比較

jle

minexit

movax,

[bp+6]

;保存返回值minexit:popbp retmin

endp

end例7.4－1/3圖示large688L;匯編語(yǔ)言子程序：lt704.asm .modelsmall,c PUBLICmin .codemin proc,var1:word,var2:word

movax,var1

;取第1個(gè)參數(shù)

cmpax,var2

;與第2個(gè)參數(shù)比較

jle

minexit

movax,var2

;保存返回值minexit:popbp retmin endp end例7.4－2/3/*C語(yǔ)言程序：lt704.c*/externint

min(int,int); main(){printf(“%d”,min(100,200));}小型模式編譯程序和連接：

TCC-ms-Iinclude-Lliblt704.clt704s.obj大型模式編譯程序和連接：

TCC-ml-Iinclude-Lliblt704.clt704l.obj例7.4－3/3例7.4的堆棧區(qū)堆棧段200＋6100＋4偏移地址＋2BP小型模式堆棧段200＋8100＋6段地址＋4偏移地址＋2BPBP＝SP大型模式217.3匯編語(yǔ)言在VisualC++中的應(yīng)用VisualC++逐漸將MASM融合進(jìn)去嵌入?yún)R編語(yǔ)言指令調(diào)用匯編語(yǔ)言過(guò)程VisualC++集成開(kāi)發(fā)環(huán)境編譯匯編語(yǔ)言程序調(diào)試匯編語(yǔ)言程序應(yīng)用之一：優(yōu)化C++代碼7.3.1嵌入?yún)R編語(yǔ)言指令格式

__asm{指令}舉例intpower2(intnum,intpower){

__asm {

mov

eax,num

mov

ecx,power

shl

eax,cl } //返回EAX=EAX×(2^CL)}7.3.2調(diào)用匯編語(yǔ)言過(guò)程必須遵循共同的約定規(guī)則命名約定聲明約定寄存器使用約定存儲(chǔ)模式約定參數(shù)傳遞約定采用一致的調(diào)用規(guī)范聲明共用函數(shù)和變量正確傳遞入口參數(shù)和返回參數(shù)32位匯編語(yǔ)言過(guò)程用.386p等處理器偽指令說(shuō)明采用的指令集32位邏輯段環(huán)境有些指令在32位段與16位段有差別采用平展模式（flat）匯編時(shí)采用選項(xiàng)/coff;匯編語(yǔ)言子程序：lt714f.asm .386p .modelflat,c PUBLICpower2 .codepower2 proc pushebp

mov

ebp,esp

moveax,[ebp+8] ;取第1個(gè)參數(shù)

movecx,[bp+12] ;取第2個(gè)參數(shù)

shl

eax,cl popebp ret ;返回EAXpower2 endp end例7.14－1/3圖示例7.14的堆棧區(qū)堆棧段6＋125＋8EIP＋4EBPEBP＝ESP27;匯編語(yǔ)言子程序：lt714f.asm .386p .modelflat,c PUBLICpower2 .codepower2 PROC,num:dword,power:dword

mov

eax,num

;獲取參數(shù)

mov

ecx,power

shl

eax,cl

;計(jì)算

ret ;EAX存放返回值power2 ENDP end例7.14－2/3//C++語(yǔ)言程序：lt714.cpp#include<iostream.h>extern“c”{intpower2(int,int);}voidmain(void){

cout<<“2的6次方乘5等于：\t”;

cout<<power2(5,6)<<endl;}將匯編語(yǔ)言程序匯編成目標(biāo)代碼文件：

ML/c/cofflt714f.asm在VisualC++6.0編譯環(huán)境下創(chuàng)建項(xiàng)目，插入?yún)R編成的目標(biāo)代碼文，然后編譯連接例7.14－3/3//C++程序：LT715.CPP#include<iostream.h>extern"C"{longisum(int,int*);}int

imin(int,int*);voidmain(void){constintSIZE=10;

int

array[SIZE];

inttemp;

cout<<"請(qǐng)輸入10個(gè)整數(shù)："<<endl;

for(temp=0;temp<SIZE;temp++)

cin>>array[temp];

cout<<endl;

cout<<"整數(shù)數(shù)據(jù)之和：\t"<<isum(SIZE,array)<<endl;

cout<<"其中最小值為：\t"<<imin(SIZE,array)<<endl;}例7.15－1/4//求itmp個(gè)元素的數(shù)組iarray的最小數(shù)int

imin(int

itmp,int

iarray[]){__asm{

mov

ecx,itmp

jecxz

minexit

;個(gè)數(shù)為0，返回

dec

ecx

mov

esi,iarray

mov

eax,[esi]

jecxz

minexit

;個(gè)數(shù)為1，返回minlp: addesi,4

cmp

eax,[esi] ;比較兩個(gè)數(shù)據(jù)的大小

jle

nochange

mov

eax,[esi] ;取得較小值nochange: loopminlpminexit:}}例7.15－2/4;匯編語(yǔ)言子程序：LT715F.ASM .386p .modelflat,c .code;32位有符號(hào)數(shù)據(jù)的求和過(guò)程isum procusesecx

esi,\

count:dword,darray:PTR

mov

ecx,count

;個(gè)數(shù)為0，和為0

xor

edx,edx

xor

eax,eax

jecxz

sumexit

mov

esi,darray

;個(gè)數(shù)為1，和為本身

mov

eax,[esi]

dec

ecx

jecxz

sumexit例7.15－3/4sumlp: addesi,4 addeax,[esi] ;計(jì)算低32位

adcedx,0 ;計(jì)算高32位

loopsumlpsumexit: retisum

endp end例7.15－4/4將匯編語(yǔ)言程序匯編成目標(biāo)代碼文件：

ML/c/cofflt715f.asm在VisualC++6.0編譯環(huán)境下創(chuàng)建項(xiàng)目