Visual C++中调用汇编语言的研究与实现

1 引言

　　Visual C++ 是当今最流行的软件开发工具之一，它可以实现可视化编程和支持面向对象的编程技术。人们在开发的过程中将两种语言进行混合编程，这种方法使两种语言相互调用，进行参数传递，共享数据结构和数据信息，充分发挥了各种语言的特点和优势，大大提高了应用软件的效率。因此，正确掌握Visual C++与汇编语言的接口技术对软件开发是十分必要的。
 

　　2 Visual C++调用汇编语言的常用方法

　　通常有两种方法可以实现Visual C++调用汇编语言。一种方法是在从C++语言中直接使用汇编语句，即嵌入式汇编;另一种方法是用两种语言分别编写独立的程序模块，汇编语言编写的源代码汇编产生目标代码OBJ文件，将C++源程序和OBJ文件组建工程文件，然后进行编译和连接，生成可执行文件.EXE。

　　2.1 VC++中嵌入汇编语句的方法

　　嵌入式汇编又称行内汇编，Visual C++提供了嵌入式汇编功能，允许在C++源程序中直接插入汇编语言指令的语句，可以直接访问C++语言程序中定义的常量、变量和函数，而不用考虑二者之间的接口，从而避免了汇编语言和C++语言之间复杂的接口问题，提高了程序设计效率。

　　嵌入汇编语言指令采用__asm关键字，嵌入汇编格式：__asm{ 指令 }，采用花括号的汇编语言程序段形式。具体应用通常采用两种方式，第一种方式：__asm { 汇编程序段 }, 如下所示：__asm

　　{

　　mov eax,5h

　　mov ecx,7h

　　add eax,ecx

　　}

　　另一种方式：每一条汇编语句前添加“__asm”标记，格式：__asm 汇编语句，如下所示：

　　__asm mov eax,5h

　　__asm mov ecx,7h

　　__asm add eax,ecx

　　在Turbo C环境中C语言程序含有嵌入式汇编语言语句时，C编译器首先将C代码的源程序(.c)编译成汇编语言源程序(.asm)。然后激活汇编程序Turbo Assembler将产生的汇编语言源文件编译成目标文件(.obj)，最后激活Tlink将目标文件链接成可执行文件(.exe)。Visual C++ 中嵌入汇编语句的编译没有Turbo C那样复杂，它直接支持嵌入汇编方式，不需要独立的汇编系统和另外的连接步骤。因此Visual C++中嵌入汇编比Turbo C中嵌入汇编进行编译连接更为简单方便。

　　2.2 采用模块调用的方法

　　采用模块调用方式，要协调命名、调用、参数传递和返回等进行约定。

　　(1) 采用一致的调用协议

　　Visual C++语言具有三种调用协议：_cdecl、_stdcall和_fastcall。MASM汇编语言利用“语言类型”确定调用协议和命名约定，支持的语言类型有：C、SYSCALL、STDCALL、PASCAL、BASIC和FORTRAN。

　　Visual C++与汇编语言混合编程通常利用堆栈进行参数传递，调用协议决定利用堆栈的方法和命名约定，两者要一致，通常Visual C++采用_cdecl调用协议，MASN汇编语言采用C语言调用协议。

　　(2) 入口参数和返回参数的约定

　　不论何种整数类型进行参数传递时都扩展成32位，Visual C++中没有远、近调用之分，所有调用都是32位的偏移地址，所有的地址参数也都是32位偏移地址，在堆栈中占4个字节。图1给出了采用C++语言调用协议的堆栈示意图。参数返回时，对于小于等于32位的数据扩展为32位，存放在EAX寄存器中返回;4-8个字节的返回值存放在EDX、.EAX寄存器中返回;更大字节数据则将它们的地址指针存放在EAX中返回。

　　(3) 声明公用函数名和变量名

　　对Visual C++和汇编语言使用的公用函数和变量应该进行声明，并且标识符应该一致，C++语言对标识符区分字母的大小写，而汇编不区分大小写。在Visual C++语言程序中，采用extern “C”{ }对所调用的函数和变量给予说明。说明形式如下：

　　对函数的说明：extern “C” { 返回值类型 调用协议 函数名称(参数类型表);}

　　对变量的说明：extern “C” { 变量类型 变量名;}

　　汇编语言程序中供外部使用的标识符应该标识PUBLIC属性，使用外部标识符应该用extern说明。

　　2.3 模块调用混合编程的实现步骤

　　采用模块调用方式进行混合编程一般执行的步骤如下：(1)建立C++源程序(.cpp);(2)建立汇编语言源程序，并把汇编语言汇编成.obj文件;(3)建立工程文件.prj，将C++源程序和.obj文件放入该工程项目;(4)对工程文件进行编译、连接，生成可执行文件.exe。

　　在与Visual C++混合编程的汇编语言过程中，编程环境是32位的，应该注意与16位MS-DOS环境的区别，在这种环境下的寄存器是32位的，因此汇编语言过程存取堆栈应该使用32位寄存器EBP进行相对寻址，而不是采用BP。汇编语言简化段定义的格式应该采用flat模式，并且汇编时采用选项/coff，ML命令的选项/coff使得产生的.obj文件采用32位的格式。

　　3 在Visual C++中调用汇编语言的第三种方法

　　通常以上两种方法就能够实现C++与汇编语言混合编程，但是在一些特殊的情况下，用这两种方法却不能满足功能的需要，我们提出了一种新的方法实现二者的混合编程：通过数组借助指针实现二者的混合编程。下面结合我们开发的课题――数控系统逻辑控制系统软件开发，来进行具体说明。

　　该课题在Visual C++ 6.0的环境下进行开发的，上层采用C++语言，最底层采用了汇编语言，在C++语言中要调用汇编语言的编译的结果，并进行回填，如果用通用的混合编程方法无法实现二者的调用，因为底层汇编语言是把所有的逻辑运算功能指令汇编在一起，而在C++语言中根据需要在需要的地方调用汇编语言中的某一功能模块，因此对汇编语言编译后的.OBJ文件无法进行控制。具体实现方法如下：

　　(1)把包括所有的逻辑指令的汇编语句编成一个汇编模块程序，在汇编编译器(如masm 6.x)中将汇编程序编译成.OBJ文件。

　　(2)将汇编生成的机代码放在一个数组中，

　　例如定义一个数组变量unsigned char OBJMOD[1241]。

　　(3)定义多个指针类型变量指向OBJMOD数组元素的地址，该地址对应每个汇编功能模块的首地址，如定义一个指针变量unsigned char *LIBC21=&OBJMOD[869]。

　　(4)通过函数COPILE(*pModal)模块，例如编译汇编LIBC21功能模块时，通过调用COPILE(LIBC21) 函数，把汇编编译生成的机代码分别传递到工作区域WKAREA中，通过WKAREA[POSIRR]=BUFRIS[PTRIS]来实现二次填充，把汇编机代码中改写的内容改写成需要的地址或值，最后通过调用一系列函数，把结果保存到文件中。

　　本课题采用这种方法实现了C++和汇编语言的混合编程，从而实现C++语言与汇编语言的无缝结合。

　　4 结束语

　　Visual C++和汇编语言混合编程可以实现优势互补，尤其用在高级语言开发底层软件方面，例如用Visual C++6.0环境开发数控软件PLC的控制功能，这种优势更为明显，具有很好的实际应用价值。