C语言中嵌套汇编语言.docx
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C语言中嵌套汇编语言
在VisualC++中使用内联汇编--
使用内联汇编可以在C/C++代码中嵌入汇编语言指令，而且不需要额外的汇编和连接步骤。
在VisualC++中，内联汇编是内置的编译器，因此不需要配置诸如MASM一类的独立汇编工具。
这里，我们就以VisualStudio.NET2003为背景，介绍在VisualC++中使用内联汇的相关知识（如果是早期的版本，可能会有些许出入）。
内联汇编代码可以使用C/C++变量和函数，因此它能非常容易地整合到C/C++代码中。
它能做一些对于单独使用C/C++来说非常笨重或不可能完成的任务。
一、优点
使用内联汇编可以在C/C++代码中嵌入汇编语言指令，而且不需要额外的汇编和连接步骤。
在VisualC++中，内联汇编是内置的编译器，因此不需要配置诸如MASM一类的独立汇编工具。
这里，我们就以VisualStudio.NET2003为背景，介绍在VisualC++中使用内联汇的相关知识（如果是早期的版本，可能会有些许出入）。
内联汇编代码可以使用C/C++变量和函数，因此它能非常容易地整合到C/C++代码中。
它能做一些对于单独使用C/C++来说非常笨重或不可能完成的任务。
内联汇编的用途包括：
使用汇编语言编写特定的函数；
编写对速度要求非常较高的代码；
在设备驱动程序中直接访问硬件；
编写naked函数的初始化和结束代码。
二、关键字
使用内联汇编要用到__asm关键字，它可以出现在任何允许C/C++语句出现的地方。
我们来看一些例子：
简单的__asm块：
__asm
{
MOVAL,2
MOVDX,0xD007
OUTAL,DX
}
在每条汇编指令之前加__asm关键字：
__asmMOVAL,2
__asmMOVDX,0xD007
__asmOUTAL,DX
因为__asm关键字是语句分隔符，所以可以把多条汇编指令放在同一行：
__asmMOVAL,2__asmMOVDX,0xD007__asmOUTAL,DX
显然，第一种方法与C/C++的风格很一致，并且把汇编代码和C/C++代码清楚地分开，还避免了重复输入__asm关键字，因此推荐使用第一种方法。
不像在C/C++中的"{}"，__asm块的"{}"不会影响C/C++变量的作用范围。
同时，__asm块可以嵌套，而且嵌套也不会影响变量的作用范围。
为了与低版本的VisualC++兼容，_asm和__asm具有相同的意义。
另外，VisualC++支持标准C++的asm关键字，但是它不会生成任何指令，它的作用仅限于使编译器不会出现编译错误。
要使用内联汇编，必须使用__asm而不是asm关键字。
三、汇编语言
1.指令集
内联汇编支持IntelPentium4和AMDAthlon的所有指令。
更多其它处理器的指令可以通过_EMIT伪指令来创建（_EMIT伪指令说明见下文）。
2.MASM表达式
在内联汇编代码中，可以使用所有的MASM表达式（MASM表达式是指用来计算一个数值或一个地址的操作符和操作数的组合）。
3.数据指示符和操作符
虽然__asm块中允许使用C/C++的数据类型和对象，但它不能使用MASM指示符和操作符来定义数据对象。
这里特别指出，__asm块中不允许MASM中的定义指示符（DB、DW、DD、DQ、DT和DF），也不允许使用DUP和THIS操作符。
MASM中的结构和记录也不再有效，内联汇编不接受STRUC、RECORD、WIDTH或者MASK。
4.EVEN和ALIGN指示符
尽管内联汇编不支持大多数MASM指示符，但它支持EVEN和ALIGN。
当需要的时候，这些指示符在汇编代码里面加入NOP指令（空操作）使标号对齐到特定边界。
这样可以使某些处理器取指令时具有更高的效率。
5.MASM宏指示符
内联汇编不是宏汇编，不能使用MASM宏指示符（MACRO、REPT、IRC、IRP和ENDM）和宏操作符（<>、!
、&、%和.TYPE）。
6.段
必须使用寄存器而不是名称来指明段（段名称"_TEXT"是无效的）。
并且，段跨越必须显式地说明，如ES:
[EBX]。
7.类型和变量大小
在内联汇编中，可以用LENGTH、SIZE和TYPE来获取C/C++变量和类型的大大小。
*LENGTH操作符用来取得C/C++中数组的元素个数（如果不是一个数组，则结果为1）。
*SIZE操作符可以获取C/C++变量的大小（一个变量的大小是LENGTH和TYPE的乘积）。
*TYPE操作符可以返回C/C++类型和变量的大小（如果变量是一个数组，它得到的是数组中单个元素的大小）。
例如，程序中定义了一个8维的整数型变量：
intiArray[8];
下面是C和汇编表达式中得到的iArray及其元素的相关值：
__asmCSize
LENGTHiArraysizeof（iArray）/sizeof（iArray[0]）8
SIZEiArraysizeof（iArray）32
TYPEiArraysizeof（iArray[0]）4
8.注释
内联汇编中可以使用汇编语言的注释，即";"。
例如：
__asmMOVEAX,OFFSETpbBuff;LoadaddressofpbBuff
因为C/C++宏将会展开到一个逻辑行中，为了避免在宏中使用汇编语言注释带来的混乱，内联汇编也允许使用C/C++风格的注释。
9._EMIT伪指
_EMIT伪指令相当于MASM中的DB，但是_EMIT一次只能在当前代码段（.text段）中定义一个字节。
例如：
__asm
{
JMP_CodeLabel
_EMIT0x00;定义混合在代码段的数据
_EMIT0x01
_CodeLabel:
;这里是代码
_EMIT0x90;NOP指令
}
10.寄存器使用
一般来说，不能假定某个寄存器在__asm块开始的时候有已知的值。
寄存器的值将不能保证会从__asm块保留到另外一个__asm块中。
如果一个函数声明为__fastcall调用方式，则其参数将通过寄存器而不是堆栈来传递。
这将会使__asm块产生问题，因为函数无法被告知哪个参数在哪个寄存器中。
如果函数接收了EAX中的参数并立即储存一个值到EAX中的话，原来的参数将丢失掉。
另外，在所有声明为__fastcall的函数中，ECX寄存器是必须一直保留的。
为了避免以上的冲突，包含__asm块的函数不要声明为__fastcall调用方式。
提示：
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和标志寄存器，那就应该用PUSH保存这些寄存器。
提示：
如果程序中改变了用于STD和CLD的方向标志，必须将其恢复到原来的值。
四、使用C/C++元素
1.可用的C/C++元素
C/C++与汇编语言可以混合使用，在内联汇编中可以使用C/C++变量以及很多其它的C/C++元素，包括：
符号，包括标号、变量和函数名；
常量，包括符号常量和枚举型成员；
宏定义和预处理指示符；
注释，包括"/**/"和"//"；
类型名，包括所有MASM中合法的类型；
typedef名称，通常使用PTR和TYPE操作符，或者使用指定的的结构或枚举成员。
在内联汇编中，可以使用C/C++或汇编语言的基数计数法。
例如，0x100和100H是相等的。
2.操作符使用
内联汇编中不能使用诸如"<<"一类的C/C++操作符。
但是，C/C++和MASM共有的操作符（比如"*"和"[]"操作符），都被认为是汇编语言的操作符，是可以使用的。
举个例子：
intiArray[10];
__asmMOViArray[6],BX;StoreBXatiArray+6（Notscaled）
iArray[6]=0;//Store0atiArray+12（Scaled）
提示：
在内联汇编中，可以使用TYPE操作符使其与C/C++一致。
比如，下面两条语句是一样的：
__asmMOViArray[6*TYPEint],0;Store0atiArray+12
iArray[6]=0;//Store0atiArray+12
3.C/C++符号使用
在__asm块中可以引用所有在作用范围内的C/C++符号，包括变量名称、函数名称和标号。
但是不能访问C++类的成员函数。
下面是在内联汇编中使用C/C++符号的一些限制：
每条汇编语句只能包含一个C/C++符号。
在一条汇编指令中，多个符号只能出现在LENGTH、TYPE或SIZE表达式中。
在__asm块中引用函数必须先声明。
否则，编译器将不能区别__asm块中的函数名和标号。
在__asm块中不能使用对于MASM来说是保留字的C/C++符号（不区分大小写）。
MASM保留字包含指令名称（如PUSH）和寄存器名称（如ESI）等。
在__asm块中不能识别结构和联合标签。
4.访问C/C++中的数据
内联汇编的一个非常大的方便之处是它可以使用名称来引用C/C++变量。
例如，如果C/C++变量iVar在作用范围内：
__asmMOVEAX,iVar;StoresthevalueofiVarinEAX
如果C/C++中的类、结构或者枚举成员具有唯一的名称，则在__asm块中可以只通过成员名称来访问（省略"."操作符之前的变量名或typedef名称）。
然而，如果成员不是唯一的，你必须在"."操作符之前加上变量名或typedef名称。
例如，下面的两个结构都具有SameName这个成员变量：
structFIRST_TYPE
{
char*pszWeasel;
intSameName;
};
structSECOND_TYPE
{
intiWonton;
longSameName;
};
如果按下面方式声明变量：
structFIRST_TYPEftTest;
structSECOND_TYPEstTemp;
那么，所有引用SameName成员的地方都必须使用变量名，因为SameName不是唯一的。
另外，由于上面的pszWeasel变量具有唯一的名称，你可以仅仅使用它的成员名称来引用它：
__asm
{
MOVEBX,OFFSETftTest
MOVECX,[EBX]ftTest.SameName;必须使用"ftTest"
MOVESI,[EBX].pszWeasel;可以省略"ftTest"
}
提示：
省略变量名仅仅是为了书写代码方便，生成的汇编指令还是一样的。
5.用内联汇编写函数
如果用内联汇编写函数的话，要传递参数和返回一个值都是非常容易的。
看下面的例子，比较一下用独立汇编和内联汇编写的函数：
;PowerAsm.asm
;Computethepowerofaninteger
PUBLICGetPowerAsm
_TEXTSEGMENTWORDPUBLIC'CODE'
GetPowerAsmPROC
PUSHEBP;SaveEBP
MOVEBP,ESP;MoveESPintoEBPsowecanrefer
;toargumentsonthestack
MOVEAX,[EBP+4];Getfirstargument
MOVECX,[EBP+6];Getsecondargument
SHLEAX,CL;EAX=EAX*（2^CL）
POPEBP;RestoreEBP
RET;ReturnwithsuminEAX
GetPowerAsmENDP
_TEXTENDS
END
C/C++函数一般用堆栈来传递参数，所以上面的函数中需要通过堆栈位置来访问它的参数（在MASM或其它一些汇编工具中，也允许通过名称来访问堆栈参数和局部堆栈变量）。
下面的程序是使用内联汇编写的：
//PowerC.c
#include
intGetPowerC（intiNum,intiPower）;
intmain（）
{
printf（"3times2tothepowerof5is%d\n",GetPowerC（3,5））;
}
intGetPowerC（intiNum,intiPower）
{
__asm
{
MOVEAX,iNum;Getfirstargument
MOVECX,iPower;Getsecondargument
SHLEAX,CL;EAX=EAX*（2tothepowerofCL）
}
//ReturnwithresultinEAX
}
使用内联汇编写的GetPowerC函数可以通过参数名称来引用它的参数。
由于GetPowerC函数没有执行C的return语句，所以编译器会给出一个警告信息，我们可以通过#pragmawarning禁止生成这个警告。
内联汇编的其中一个用途是编写naked函数的初始化和结束代码。
对于一般的函数，编译器会自动帮我们生成函数的初始化（构建参数指针和分配局部变量等）和结束代码（平衡堆栈和返回一个值等）。
使用内联汇编，我们可以自己编写干干净净的函数。
当然，此时我们必须自己动手做一些有关函数初始化和扫尾的工作。
例如：
void__declspec（naked）MyNakedFunction（）
{
//Nakedfunctionsmustprovidetheirownprolog.
__asm
{
PUSHEBP
MOVESP,EBP
SUBESP,__LOCAL_SIZE
}
//Andwemustprovideepilog.
__asm
{
POPEBP
RET
}
}
6.调用C/C++函数
内联汇编中调用声明为__cdecl方式（默认）的C/C++函数必须由调用者清除参数堆栈，下面是一个调用C/C++函数例子:
#include
charszFormat[]="%s%s\n";
charszHello[]="Hello";
charszWorld[]="world";
voidmain（）
{
__asm
{
MOVEAX,OFFSETszWorld
PUSHEAX
MOVEAX,OFFSETszHello
PUSHEAX
MOVEAX,OFFSETszFormat
PUSHEAX
CALLprintf
//压入了3个参数在堆栈中，调用函数之后要调整堆栈
ADDESP,12
}
}
提示：
参数是按从右往左的顺序压入堆栈的。
如果调用__stdcall方式的函数，则不需要自己清除堆栈。
因为这种函数的返回指令是RETn，会自动清除堆栈。
大多数WindowsAPI函数均为__stdcall调用方式（仅除wsprintf等几个之外），下面是一个调用MessageBox函数的例子：
#include
TCHARg_tszAppName[]=TEXT（"APITest"）;
voidmain（）
{
TCHARtszHello[]=TEXT（"Hello,world!
"）;
__asm
{
PUSHMB_OKORMB_ICONINFORMATION
PUSHOFFSETg_tszAppName;全局变量用OFFSET
LEAEAX,tszHello;局部变量用LEA
PUSHEAX
PUSH0
CALLDWORDPTR[MessageBox];注意这里不是CALLMessageBox，而是调用重定位过的函数地址
}
}
提示：
可以不受限制地访问C++成员变量，但是不能访问C++的成员函数。
7.定义__asm块为C/C++宏
使用C/C++宏可以方便地把汇编代码插入到源代码中。
但是这其中需要额外地注意，因为宏将会扩展到一个逻辑行中。
为了不会出现问题，请按以下规则编写宏：
使用花括号把__asm块包围住；
把__asm关键字放在每条汇编指令之前；
使用经典C风格的注释（"/*comment*/"）,不要使用汇编风格的注释（";comment"）或单行的C/C++注释（"//comment"）；
举个例子，下面定义了一个简单的宏：
#definePORTIO__asm\
/*Portoutput*/\
{\
__asmMOVAL,2\
__asmMOVDX,0xD007\
__asmOUTDX,AL\
}
乍一看来，后面的三个__asm关键字好像是多余的。
其实它们是需要的，因为宏将被扩展到一个单行中：
__asm/*Portoutput*/{__asmMOVAL,2__asmMOVDX,0xD007__asmOUTDX,AL}
从扩展后的代码中可以看出，第三个和第四个__asm关键字是必须的（作为语句分隔符）。
在__asm块中，只有__asm关键字和换行符会被认为是语句分隔符，又因为定义为宏的一个语句块会被认为是一个逻辑行，所以必须在每条指令之前使用__asm关键字。
括号也是需要的，如果省略了它，编译器将不知道汇编代码在哪里结束，__asm块后面的C/C++语句看起来会被认为是汇编指令。
同样是由于宏展开的原因，汇编风格的注释（";comment"）和单行的C/C++注释（"//commen"）也可能会出现错误。
为了避免这些错误，在定义__asm块为宏时请使用经典C风格的注释（"/*comment*/"）。
和C/C++宏一样__asm块写的宏也可以拥有参数。
和C/C++宏不一样的是，__asm宏不能返回一个值，因此，不能使用这种宏作为C/C++表达式。
不要不加选择地调用这种类型的宏。
比如，在声明为__fastcall的函数中调用汇编语言宏可能会导致不可预料的结果（请参看前文的说明）。
8.转跳
可以在C/C++里面使用goto转跳到__asm块中的标号处，也可以在__asm块中转跳到__asm块里面或外面的标号处。
__asm块内的标号是不区分大小写的（指令、指示符等也是不区分大小写的）。
例如：
voidMyFunction（）
{
gotoC_Dest;/*正确*/
gotoc_dest;/*错误*/
gotoA_Dest;/*正确*/
gotoa_dest;/*正确*/
__asm
{
JMPC_Dest;正确
JMPc_dest;错误
JMPA_Dest;正确
JMPa_dest;正确
a_dest:
;__asm标号
}
C_Dest:
/*C/C++标号*/
return;
}
不要使用函数名称当作标号，否则将转跳到函数中执行，而不是标号处。
例如，由于exit是C/C++的函数，下面的转跳将不会到exit标号处：
;错误：
使用函数名作为标号
JNEexit...
exit:
......
美元符号"$"用于指定当前指令位置，常用于条件跳转中，例如：
JNE$+5;下面这条指令的长度是5个字节
JMP_Label
NOP;$+5，转跳到了这里
......
_Label:
.....
五、在VisualC++工程中使用独立汇编
内联汇编代码不易于移植，如果你的程序打算在不同类型的机器（比如x86和Alpha）上运行，你可能需要在不同的模块中使用特定的机器代码。
这时候你可以使用MASM（MicrosoftMacroAssembler），因为MASM支持更多方便的宏指令和数据指示符。
这里简单介绍一下在VisualStudio.NET2003中调用MASM编译独立汇编文件的步骤。
在VisualC++工程中，添加按MASM的要求编写的.asm文件。
在解决方案资源管理器中，右击这个文件，选择"属性"菜单项，在属性对话框中，点击"自定义生成步骤"，设置如下项目：
命令行：
ML.exe/nologo/c/coff"-Fo$（IntDir）\$（InputName）.obj""$（InputPath）"
输出：
$（IntDir）\$（InputName）.obj
如果要生成调试信息，可以在命令行中加入"/Zi"参数，还可以根据需要生成.lst和.sbr文件。
如果要在汇编文件中调用WindowsAPI，可以从网上下载MASM32包（包含了MASM汇编工具、非常完整的WindowsAPI头文件/库文件、实用宏以及大量的Win32汇编例子等）。
相应地，应该在命令行中加入"/IX:
\MASM32\INCLUDE"参数指定WindowsAPI汇编头文件（.inc）的路径。
MASM32的主页是：
，里面可以下载最新版本的MASM32包。
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