在Visual C++中使用內聯彙編

在Visual C++中使用內聯彙編

一、內聯彙編的優缺點

因為在Visual C++中使用內聯彙編不需要額外的編譯器和聯接器，且可以處理Visual C++中不能處理的一些事情，而且可以使用在C/C++中的變數，所以非常方便。內聯彙編主要用於如下場合:

1.使用匯編語言寫函式；
2.對速度要求非常高的程式碼；
3.裝置驅動程式中直接訪問硬體；
4."Naked" Call的初始化和結束程式碼。
//(."Naked"，理解了意思，但是不知道怎麼翻譯^_^，大概就是不需要C/C++的編譯器(自作聰明)生成的函式初始化和收尾程式碼，請參看MSDN的"Naked Functions"的說明)

內聯彙編程式碼不易於移植，如果你的程式打算在不同型別的機器（比如x86和Alpha）上執行，應當儘量避免使用內聯彙編。這時候你可以使用MASM，因為MASM支援更方便的的宏指令和資料指示符。

二、內聯彙編關鍵字

在Visual C++使用內聯彙編用到的是__asm關鍵字，這個關鍵字有兩種使用方法:

1.簡單__asm塊
__asm
{
MOV AL, 2
MOV DX, 0XD007
OUT AL, DX
}

2.在每條彙編指令之前加__asm關鍵字
__asm MOV AL, 2
__asm MOV DX, 0xD007
__asm OUT AL, DX

因為__asm關鍵字是語句分隔符，因此你可以把彙編指令放在同一行:
__asm MOV AL, 2 __asm MOV DX, 0XD007 __asm OUT AL, DX

顯然，第一種方法和C/C++的風格很一致，並且有很多其它優點，因此推薦使用第一種方法。

不象在C/C++中的"{}"，__asm塊的"{}"不會影響C/C++變數的作用範圍。同時，__asm塊可以巢狀，巢狀也不會影響變數的作用範圍。

三、在__asm塊中使用匯編語言

1.內聯彙編指令集
內聯彙編完全支援的Intel 486指令集，允許使用MMX指令。不支援的指令可以使用_EMIT偽指令定義(_EMIT偽指令說明見下文)。

2.MASM表示式
內聯彙編可以使用MASM中的表示式。比如: MOV EAX, 1。

3.資料指示符和運算子
雖然__asm塊中允許使用C/C++的資料型別和物件，但它不能用MASM指示符和運算子定義資料物件。這裡特別指出，__asm塊中不允許MASM中的定義指示符: DB、DW、DD、DQ、DT和DF，也不允許DUP和THIS運算子。MASM結構和記錄也不再有效，內聯彙編不接受STRUC、RECORD、WIDTH或者MASK。

4.EVEN和ALIGN指示符
儘管內聯彙編不支援大多數MASM指示符，但它支援EVEN和ALIGN，當需要的時候，這些指示符在彙編程式碼裡面加入NOP(空操作)指令使標號對齊到特定邊界。這樣可以使某些處理器取指令時具有更高的效率。

5.MASM宏指示符
內聯彙編不是宏彙編，不能使用MASM宏指示符(MACRO、REPT、IRC、IRP和ENDM)和宏運算子(<>、!、&、%和.TYPE)。

6.段說明
必須使用暫存器來說明段，跨越段必須顯式地說明，如ES:[BX]。

7.型別和變數大小
我們可以使用LENGTH來取得C/C++中的陣列中的元素個數，如果不是一個陣列，則結果為一。使用SIZE來取得C/C++中變數的大小，一個變數的大小是LENGTH和TYPE的乘積。TYPE用來取得一個變數的大小，如果是一個陣列，它得到的一個陣列中的單個元素的大小。

8.註釋
可以使用C/C++的註釋，但推薦用ASM的註釋，即";"號。

9._EMIT偽指令
_EMIT偽指令相當於MASM中的DB，但一次只能定義一個位元組，比如:
__asm
{
JMP _CodeOfAsm

_EMIT 0x00 ; 定義混合在程式碼段的資料
_EMIT 0x01

_CodeOfAsm:
; 這裡是程式碼
_EMIT 0x90 ; NOP指令
}

四、在__asm塊中使用C/C++語言元素

C/C++與彙編可以混合使用，在內聯彙編可以使用C/C++的變數和很多其它C/C++的元素。在__asm塊中可以使用以下C/C++元素:

1.符號，包括標號、變數和函式名；

2.常量，包括符號常量和列舉型(enum)成員；

3.宏定義和預處理指示符；

4.註釋，包括"/**/"和"//"；

5.型別名，包括所有MASM中合法的型別

6.typedef名稱，像PTR、TYPE、特定的結構成員或列舉成員這樣的通用運算子。

在__asm塊中，可以使用C/C++或ASM的基數計數法(比如: 0x100和100H是相等的)。

__asm塊中不能使用像<<一類的C/C++運算子。C/C++和MASM通用的運算子，比如"*"和"[]"運算子，都被認為是組合語言的運算子。舉個例子:

int array[10];

__asm MOV array[6], BX ; Store BX at array+6 (not scaled)

array[6] = 0; /* Store 0 at array+12 (scaled) */

* 小技巧: 內聯彙編中，你可以使用TYPE運算子使作其與C一致。比如，下面兩條語句是一樣的:

__asm MOV array[6 * TYPE int], 0 ; Store 0 at array + 12

array[6] = 0; /* Store 0 at array + 12 */

內聯彙編能透過變兩名直接引用C/C++的變數。__asm塊中可以引用任何符號，包括變數名。

如果C/C++中的類、結構或者列舉成員具有唯一的名稱，如果在"."運算子之前不指定變數或者typedef名稱，則__asm塊中只能引用成員名稱。然而，如果成員不是唯一的，你必須在"."運算子之前加上變數名或typedef名稱。例如，下面的兩個結構都具有same_name這個成員變數:

struct first_type
{
char *weasel;
int same_name;
};

struct second_type
{
int wonton;
long same_name;
};

如果按下面宣告變數:

struct first_type hal;
struct second_type oat;

那麼，所有引用same_name成員的地方都必須使用變數名，因為same_name不是唯一的。另外，上面的weasel變數具有唯一的名稱，你可以僅僅使用它的成員名稱來引用它:

__asm
{
MOV EBX, OFFSET hal
MOV ECX, [EBX]hal.same_name ; 必須使用 'hal'
MOV ESI, [EBX].weasel ; 可以省略 'hal'
}

注意，省略了變數名僅僅是為了寫程式碼的方便，生成的彙編指令的還是一樣的。

可以不受限制地訪問C++成員變數，但是不能呼叫C++的成員函式。

五、暫存器使用

一般來說，在__asm塊開始的時候，暫存器是空的，不能在兩個__asm之間儲存暫存器的值。(這是MSDN上說的，我在實際使用時發現，好像並不是這樣。不過它是說"一般"，我是特殊:))

如果一個函式被宣告成了__fastcall，則其引數將放在暫存器中，這將給暫存器的管理帶來問題。所以，如果要將一個函式宣告成__fastcall，必須儲存ECX暫存器。為了避免以上的衝突，在宣告為__fastcall的函式中不要有__asm塊。如果用了/Gr編譯選項(它全域性的變成__fastcall)，將每個函式宣告成__cdecl或者__stdcall，這個屬性告訴編譯器用傳統的C方法。

如果使用EAX、EBX、ECX、EDX、ESI和EDI暫存器，你不需要儲存它；但如果你用到了DS、 SS、SP、BP和標誌暫存器，那就應該PUSH儲存這些暫存器。

如果程式中改變了用於STD和CLD的方向標誌，你必須將其恢復到原來的值。

六、轉跳

可以在C裡面使用goto調到__asm塊中的標號處，也可以在__asm塊中轉跳到__asm塊裡面和外面的標號處。__asm塊內的標號是不區分大小寫的(指令、指示符等也是不區分大小寫的)。例:

void func()
{
goto C_Dest; /* 合法 */
goto c_dest; /* 錯誤 */

goto A_Dest; /* 合法 */
goto a_dest; /* 合法 */

__asm
{
JMP C_Dest ; 合法
JMP c_dest ; MSDN上說合法，但是我在VS.NET中編譯，認為這樣不合法

JMP A_Dest ; 合法
JMP a_dest ; 合法

a_dest: ; __asm 標號
}

C_Dest: /* C的標號 */
return;
}

不要使用函式名稱當作標號，否則將使其跳到函式執行而不是標號處。如下所示:

; 錯誤: 使用函式名作為標號
JNE exit
.
.
.
exit:
; 下面是更多的ASM程式碼

美元符號$用於指定當前位置，如下所用，常用於條件跳轉:

JNE $+5 ; 下面這條指令的長度是5個位元組
JMP farlabel
;$+5，跳到了這裡
.
.
.
farlabel:

七、呼叫函式

內聯彙編呼叫C/C++函式必須自己清除堆疊，下面是一個呼叫C/C++函式例子:

#include <stdio.h>

char szformat[] = "%s %s\n";
char szHello[] = "Hello";
char szWorld[] = " world";
void main()
{
__asm
{
MOV EAX, OFFSET szWorld
PUSH EAX
MOV EAX, OFFSET szHello
PUSH EAX
MOV EAX, OFFSET szformat
PUSH EAX
CALL printf

//內聯彙編呼叫C函式必須自己清除堆疊
//用不使用的EBX暫存器清除堆疊，或ADD ESP, 12
POP EBX
POP EBX
POP EBX
}
}

注意:函式引數是從右向左壓棧。

不能夠訪問C++中的類成員函式，但是可以訪問extern "C"函式。

如果呼叫Windows API函式，則不需要自己清除堆疊，因為API的返回指令是RET n，會自動清除堆疊

比如下面的例子:

#include <windows.h>

char szAppName[] = "API Test";

void main()
{
char szHello[] = "Hello, world!";

__asm
{
PUSH MB_OK OR MB_ICONINformATION
PUSH OFFSET szAppName ; 全域性變數用OFFSET
LEA EAX, szHello ; 區域性變數用LEA
PUSH EAX
PUSH 0
CALL DWORD PTR [MessageBoxA] ; 注意這裡，我費了好大周折才發現不是CALL MessageBoxA
}
}

一般來說，在Visual C++中使用內聯彙編是為了提高速度，因此這些函式呼叫盡可能用C/C++寫。

八、一個例子

下面的例子是在VS.NET(即VC7)中C語言寫的。先建一個工程，將下列程式碼放到工程中的.c檔案中編譯，無需作特別的設定，即可編譯透過。

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//預處理
#include <Windows.h>
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//全域性變數
HWND g_hWnd;
HINSTANCE g_hInst;

TCHAR szTemp[1024];

TCHAR szAppName[] = "CRC32 Sample";
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//函式宣告
DWORD GetCRC32(const BYTE *pbData, int nSize);
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int iCmdShow);
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//主函式
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int iCmdShow)
{
MSG msg;
WNDCLASSEX wndClassEx;

g_hInst = hInstance;

wndClassEx.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
wndClassEx.style = CS_VREDRAW | CS_HREDRAW;
wndClassEx.lpfnWndProc = (WNDPROC) WindowProc;
wndClassEx.cbClsExtra = 0;
wndClassEx.cbWndExtra = 0;
wndClassEx.hInstance = g_hInst;
wndClassEx.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
wndClassEx.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wndClassEx.hbrBackground = (HBRUSH) (COLOR_WINDOW);
wndClassEx.lpszMenuName = NULL;
wndClassEx.lpszClassName = szAppName;
wndClassEx.hIconSm = NULL;

RegisterClassEx(&wndClassEx);

g_hWnd = CreateWindowEx(0, szAppName, szAppName, WS_OVERLAPPED | WS_CAPTION | WS_SYSMENU | WS_THICKFRAME | WS_MINIMIZEBOX,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 300, 70,
NULL, NULL, g_hInst, NULL);

ShowWindow(g_hWnd, iCmdShow);
UpdateWindow(g_hWnd);

while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
return ((int) msg.wParam);
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//主視窗回撥函式
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch (uMsg)
{
case WM_CREATE:
CreateWindowEx(WS_EX_CLIENTEDGE, "EDIT", NULL, WS_CHILD | WS_VISIBLE | WS_BORDER | ES_AUTOHSCROLL | ES_AUTOVSCROLL | ES_NOHIDESEL | WS_OVERLAPPED,
7, 12, 220, 22,
hWnd, (HMENU)1000, g_hInst, NULL);
CreateWindowEx(0, "BUTTON", "&OK", WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_PUSHBUTTON | WS_OVERLAPPED | BS_FLAT,
244, 12, 40, 20,
hWnd, (HMENU)IDOK, g_hInst, NULL);

break;

case WM_COMMAND:
switch (LOWORD(wParam))
{
case IDOK:
GetDlgItemText(g_hWnd, 1000, szTemp + 100, 800);
wsprintf(szTemp, "當前文字框內的字串的CRC32校驗碼是: 0x%lX", GetCRC32(szTemp + 100, (int)strlen(szTemp + 100)));
MessageBox(g_hWnd, szTemp, szAppName, MB_OK|MB_ICONINformATION);
}
break;

case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;

default:
return (DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam));
}
return (0);
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//GetCRC32: 求位元組流的CRC32校驗碼
//引數:
// pbData: 指向位元組流緩衝區首地址
// nSize: 位元組流長度
//
//返回值:
// 位元組流的CRC32校驗碼
//
//這裡使用查表法求CRC32校驗碼，這部分是參考老羅的文章《矛與盾的較量（2）――CRC原理篇》該寫的。
//原文的具體內容請參看: http://asp.7i24.com/netcool/laoluo/articles/show_article.asp?Article_ID=15
//
//下面使用內聯彙編求CRC32校驗碼，充分使用了CPU中的暫存器，速度和方便性都是使用C/C++所不能比擬的
//
DWORD GetCRC32(const BYTE *pbData, int nSize)
{
DWORD dwCRC32Table[256];

__asm //這片內聯彙編是初始化CRC32表
{
MOV ECX, 256

_NextTable:
LEA EAX, [ECX-1]
PUSH ECX
MOV ECX, 8

_NextBit:
SHR EAX, 1
JNC _NotCarry
XOR EAX, 0xEDB88320
_NotCarry:
DEC ECX
JNZ _NextBit

POP ECX
MOV [dwCRC32Table + ECX*4 - 4], EAX
DEC ECX
JNZ _NextTable
}

__asm //下面是求CRC32校驗碼
{
MOV EAX, -1
MOV EBX, pbData
OR EBX, EBX
JZ _Done
MOV ECX, nSize
OR ECX, ECX
JZ _Done

_NextByte:
MOV DL, [EBX]

XOR DL, AL
MOVZX EDX, DL
SHR EAX, 8
XOR EAX, [dwCRC32Table + EDX*4]

INC EBX
LOOP _NextByte
_Done:
NOT EAX
}
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

九、後話

本來打算寫個綜合各種內聯彙編用法的例子，由於本人拖拖拉拉的習慣，雖經dREAMtHEATER多次催促，到最後還是不免草草了事。如果有什麼謬誤或不明之處，歡迎批評指正並一起探討(QQ: 123018)。

Yonsm@163.com
2002.9.3

==============================================================
>> 參考資料:
1.Sunwen，《VC內聯ASM彙編學習筆記》
2.老羅，《矛與盾的較量（2）――CRC原理篇》
3.Microsoft，《MSDN Library - January 2001》

～・全文完　・～

在Visual C++中使用內聯彙編

相關文章