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標題: 在 Visual C++ 中使用內聯匯編 [打印本頁]

作者: hbhdgpyz 時間: 2008-9-28 16:24
標題: 在 Visual C++ 中使用內聯匯編
一、內聯匯編的優(yōu)缺點<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /><o:p></o:p>
   因為在Visual C++中使用內聯匯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++中的變量，所以非常方便。內聯匯編主要用于如下場合: <o:p></o:p>
   1.使用匯編語言寫函數；    2.對速度要求非常高的代碼；    3.設備驅動程序中直接訪問硬件；    4."Naked" Call的初始化和結束代碼。      //(."Naked"，理解了意思，但是不知道怎么翻譯^_^，大概就是不需要C/C++的編譯器(自作聰明)生成的函數初始化和收尾代碼，請參看MSDN的"Naked functions"的說明)<o:p></o:p>
   內聯匯編代碼不易于移植，如果你的程序打算在不同類型的機器（比如x86和Alpha）上運行，應當盡量避免使用內聯匯編。這時候你可以使用MASM，因為MASM支持更方便的的宏指令和數據指示符。<o:p></o:p>
 二、內聯匯編關鍵字<o:p></o:p>
   在Visual C++使用內聯匯編用到的是__asm關鍵字，這個關鍵字有兩種使用方法: <o:p></o:p>
   1.簡單__asm塊         __asm         {             MOV     AL, 2             MOV     DX, 0xD007             OUT     AL, DX         }<o:p></o:p>
   2.在每條匯編指令之前加__asm關鍵字  <o:p></o:p>
       __asm MOV   AL, 2         __asm MOV   DX, 0xD007         __asm OUT   AL, DX <o:p></o:p>
   因為__asm關鍵字是語句分隔符，因此你可以把匯編指令放在同一行:         __asm MOV AL, 2     __asm MOV DX, 0XD007    __asm OUT AL, DX <o:p></o:p>
   顯然，第一種方法和C/C++的風格很一致，并且有很多其它優(yōu)點，因此推薦使用第一種方法。 <o:p></o:p>
   不象在C/C++中的"{}"，__asm塊的"{}"不會影響C/C++變量的作用范圍。同時，__asm塊可以嵌套，嵌套也不會影響變量的作用范圍。<o:p></o:p>
 三、在__asm塊中使用匯編語言<o:p></o:p>
   1.內聯匯編指令集     內聯匯編完全支持的Intel 486指令集，允許使用MMX指令。不支持的指令可以使用_EMIT偽指令定義(_EMIT偽指令說明見下文)。 <o:p></o:p>
   2.MASM表達式     內聯匯編可以使用MASM中的表達式。比如: MOV EAX, 1。 <o:p></o:p>
   3.數據指示符和操作符     雖然__asm塊中允許使用C/C++的數據類型和對象，但它不能用MASM指示符和操作符定義數據對象。這里特別指出，__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操作符。MASM結構和記錄也不再有效，內聯匯編不接受STRUC、RECORD、WIDTH或者MASK。 <o:p></o:p>
   4.EVEN和ALIGN指示符     盡管內聯匯編不支持大多數MASM指示符，但它支持EVEN和ALIGN，當需要的時候，這些指示符在匯編代碼里面加入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。 <o:p></o:p>
   5.MASM宏指示符     內聯匯編不是宏匯編，不能使用MASM宏指示符(MACRO、REPT、IRC、IRP和ENDM)和宏操作符(<>、!、&、%和.TYPE)。 <o:p></o:p>
   6.段說明     必須使用寄存器來說明段，跨越段必須顯式地說明，如ES:[BX]。 <o:p></o:p>
   7.類型和變量大小     我們可以使用LENGTH來取得C/C++中的數組中的元素個數，如果不是一個數組，則結果為一。使用SIZE來取得C/C++中變量的大小，一個變量的大小是LENGTH和TYPE的乘積。TYPE用來取得一個變量的大小，如果是一個數組，它得到的一個數組中的單個元素的大小。 <o:p></o:p>
   8.注釋     可以使用C/C++的注釋，但推薦用ASM的注釋，即";"號。 <o:p></o:p>
   9._EMIT偽指令     _EMIT偽指令相當于MASM中的DB，但一次只能定義一個字節(jié)，比如:         __asm        {             JMP     _CodeOfAsm <o:p></o:p>
           _EMIT   0x00    ; 定義混合在代碼段的數據             _EMIT   0x01 <o:p></o:p>
       _CodeOfAsm:             ; 這里是代碼             _EMIT   0x90    ; NOP指令         }<o:p></o:p>
 四、在__asm塊中使用C/C++語言元素<o:p></o:p>
   C/C++與匯編可以混合使用，在內聯匯編可以使用C/C++的變量和很多其它C/C++的元素。在__asm塊中可以使用以下C/C++元素: <o:p></o:p>
   1.符號，包括標號、變量和函數名； <o:p></o:p>
   2.常量，包括符號常量和枚舉型(enum)成員； <o:p></o:p>
   3.宏定義和預處理指示符； <o:p></o:p>
   4.注釋，包括"/**/"和"//"； <o:p></o:p>
   5.類型名，包括所有MASM中合法的類型 <o:p></o:p>
   6.typedef名稱， 像PTR、TYPE、特定的結構成員或枚舉成員這樣的通用操作符。 <o:p></o:p>
   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)。 <o:p></o:p>
   __asm塊中不能使用像<<一類的C/C++操作符。C/C++和MASM通用的操作符，比如"*"和"[]"操作符，都被認為是匯編語言的操作符。舉個例子: <o:p></o:p>
       int array[[10]]; <o:p></o:p>
       __asm MOV array[[6]], BX ;  Store BX at array+6 (not scaled) <o:p></o:p>
       array[[6]] = 0;         /* Store 0 at array+12 (scaled) */ <o:p></o:p>
   * 小技巧: 內聯匯編中，你可以使用TYPE操作符使作其與C一致。比如，下面兩條語句是一樣的: <o:p></o:p>
       __asm MOV array[[6 * TYPE int ], 0 ; Store 0 at array + 12 <o:p></o:p>
       array[[6]] = 0;                   /* Store 0 at array + 12 */ <o:p></o:p>
   內聯匯編能通過變兩名直接引用C/C++的變量。__asm塊中可以引用任何符號，包括變量名。 <o:p></o:p>
   如果C/C++中的類、結構或者枚舉成員具有唯一的名稱，如果在"."操作符之前不指定變量或者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"."操作符之前加上變量名或typedef名稱。例如，下面的兩個結構都具有same_name這個成員變量: <o:p></o:p>
       struct first_type         {             char *weasel;             int same_name;         }; <o:p></o:p>
       struct second_type         {             int wonton;             long same_name;         }; <o:p></o:p>
   如果按下面聲明變量: <o:p></o:p>
       struct first_type hal;         struct second_type oat; <o:p></o:p>
   那么，所有引用same_name成員的地方都必須使用變量名，因為same_name不是唯一的。另外，上面的weasel變量具有唯一的名稱，你可以僅僅使用它的成員名稱來引用它: <o:p></o:p>
       __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'        } <o:p></o:p>
   注意，省略了變量名僅僅是為了寫代碼的方便，生成的匯編指令的還是一樣的。 <o:p></o:p>
   可以不受限制地訪問C++成員變量，但是不能調用C++的成員函數。<o:p></o:p>
 五、寄存器使用<o:p></o:p>
   一般來說，在__asm塊開始的時候，寄存器是空的，不能在兩個__asm之間保存寄存器的值。(這是MSDN上說的，我在實際使用時發(fā)現，好像并不是這樣。不過它是說"一般"，我是特殊:)) <o:p></o:p>
   如果一個函數被聲明成了__fastcall，則其參數將放在寄存器中，這將給寄存器的管理帶來問題。所以，如果要將一個函數聲明成__fastcall，必須保存ECX寄存器。為了避免以上的沖突，在聲明為__fastcall的函數中不要有__asm塊。如果用了/Gr編譯選項(它全局的變成__fastcall)，將每個函數聲明成__cdecl或者__stdcall，這個屬性告訴編譯器用傳統(tǒng)的C方法。 <o:p></o:p>
   如果使用EAX、EBX、ECX、EDX、ESI和EDI寄存器，你不需要保存它；但如果你用到了DS、 SS、SP、BP和標志寄存器，那就應該PUSH保存這些寄存器。 <o:p></o:p>
   如果程序中改變了用于STD和CLD的方向標志，你必須將其恢復到原來的值。<o:p></o:p>
 六、轉跳<o:p></o:p>
   可以在C里面使用goto調到__asm塊中的標號處，也可以在__asm塊中轉跳到__asm塊里面和外面的標號處。__asm塊內的標號是不區(qū)分大小寫的(指令、指示符等也是不區(qū)分大小寫的)。例: <o:p></o:p>
       void func()         {                 goto C_Dest;    /* 合法 */                 goto c_dest;    /* 錯誤 */ <o:p></o:p>
               goto A_Dest;    /* 合法 */                 goto a_dest;    /* 合法 */ <o:p></o:p>
               __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<o:p></o:p>
                       JMP A_Dest  ; 合法                        JMP a_dest  ; 合法<o:p></o:p>
       a_dest:     ; __asm 標號                 } <o:p></o:p>
       C_Dest:     /* C的標號 */         return;         } <o:p></o:p>
    不要使用函數名稱當作標號，否則將使其跳到函數執(zhí)行而不是標號處。如下所示: <o:p></o:p>
       ; 錯誤: 使用函數名作為標號         JNE exit         .         .         .         exit:         ; 下面是更多的ASM代碼 <o:p></o:p>
    美元符號$用于指定當前位置，如下所用，常用于條件跳轉: <o:p></o:p>
       JNE $+5 ; 下面這條指令的長度是5個字節(jié)         JMP farlabel         ;$+5，跳到了這里         .         .         .         farlabel: <o:p></o:p>
 七、調用函數<o:p></o:p>
   內聯匯編調用C/C++函數必須自己清除堆棧，下面是一個調用C/C++函數例子: <o:p></o:p>
       #include <stdio.h> <o:p></o:p>
       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 <o:p></o:p>
               //內聯匯編調用C函數必須自己清除堆棧                 //用不使用的EBX寄存器清除堆棧，或ADD ESP, 12                 POP     EBX                 POP     EBX                 POP     EBX             }         } <o:p></o:p>
   注意:函數參數是從右向左壓棧。 <o:p></o:p>
   不能夠訪問C++中的類成員函數，但是可以訪問extern "C"函數。 <o:p></o:p>
   如果調用Windows API函數，則不需要自己清除堆棧，因為API的返回指令是RET n，會自動清除堆棧 <o:p></o:p>
   比如下面的例子: <o:p></o:p>
       #include <windows.h> <o:p></o:p>
       char szAppName[] = "API Test"; <o:p></o:p>
       void main()         {             char szHello[] = "Hello, world!"; <o:p></o:p>
           __asm             {                 PUSH    MB_OK OR MB_ICONINformATION                 PUSH    OFFSET szAppName    ; 全局變量用OFFSET                LEA     EAX, szHello        ; 局部變量用LEA                PUSH    EAX                 PUSH    0                 CALL    DWORD PTR [MessageBoxA]     ; 注意這里，我費了好大周折才發(fā)現不是CALL MessageBoxA            }         } <o:p></o:p>
   一般來說，在Visual C++中使用內聯匯編是為了提高速度，因此這些函數調用盡可能用C/C++寫。<o:p></o:p>
 八、一個例子<o:p></o:p>
   下面的例子是在VS.NET(即VC7)中C語言寫的。先建一個工程，將下列代碼放到工程中的.c文件中編譯，無需作特別的設置，即可編譯通過。<o:p></o:p>
   ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //預處理     #include <Windows.h>     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// <o:p></o:p>
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //全局變量     HWND g_hWnd;     HINSTANCE g_hInst; <o:p></o:p>
   TCHAR szTemp[1024]; <o:p></o:p>
   TCHAR szAppName[] = "CRC32 Sample";     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// <o:p></o:p>
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //函數聲明     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);     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// <o:p></o:p>
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //主函數     int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int iCmdShow)     {         MSG msg;         WNDCLASSEX wndClassEx; <o:p></o:p>
       g_hInst = hInstance; <o:p></o:p>
       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; <o:p></o:p>
       RegisterClassEx(&wndClassEx); <o:p></o:p>
       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); <o:p></o:p>
       ShowWindow(g_hWnd, iCmdShow);         UpdateWindow(g_hWnd); <o:p></o:p>
       while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))         {             TranslateMessage(&msg);             DispatchMessage(&msg);         }         return ((int) msg.wParam);     }     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// <o:p></o:p>
   ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //主窗口回調函數     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); <o:p></o:p>
           break; <o:p></o:p>
       case WM_COMMAND:             switch (LOWORD(wParam))             {             case IDOK:                 GetDlgItemText(g_hWnd, 1000, szTemp + 100, 800);                 wsprintf(szTemp, "當前文本框內的字符串的CRC32校驗碼是: 0x%lX", GetCRC32(szTemp + 100, (int)strlen(szTemp + 100)));                 MessageBox(g_hWnd, szTemp, szAppName, MB_OK|MB_ICONINformATION);             }             break; <o:p></o:p>
       case WM_DESTROY:             PostQuitMessage(0);             break; <o:p></o:p>
       default:             return (DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam));         }         return (0);     }     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// <o:p></o:p>
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //GetCRC32: 求字節(jié)流的CRC32校驗碼     //參數:     //      pbData: 指向字節(jié)流緩沖區(qū)首地址     //      nSize: 字節(jié)流長度     //     //返回值:     //      字節(jié)流的CRC32校驗碼     //     //這里使用查表法求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: <A href="http://www.luocong.com/articles/show_article.asp?Article_ID=15" target=_blank>http://www.luocong.com/articles/show_article.asp?Article_ID=15</A>     //     //下面使用內聯匯編求CRC32校驗碼，充分使用了CPU中的寄存器，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]; <o:p></o:p>
       __asm   //這片內聯匯編是初始化CRC32表         {             MOV     ECX, 256 <o:p></o:p>
   _NextTable:             LEA     EAX, [ECX-1]             PUSH    ECX             MOV     ECX, 8 <o:p></o:p>
   _NextBit:             SHR     EAX, 1             JNC     _NotCarry             XOR     EAX, 0xEDB88320     _NotCarry:             DEC     ECX             JNZ     _NextBit <o:p></o:p>
           POP     ECX             MOV     [dwCRC32Table + ECX*4 - 4], EAX             DEC     ECX             JNZ     _NextTable         } <o:p></o:p>
       __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 <o:p></o:p>
   _NextByte:             MOV     DL, [EBX] <o:p></o:p>
           XOR     DL, AL             MOVZX   EDX, DL             SHR     EAX, 8             XOR     EAX, [dwCRC32Table + EDX*4] <o:p></o:p>
           INC     EBX             LOOP    _NextByte     _Done:             NOT     EAX         }     }     ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////<o:p></o:p>

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