一、內聯匯編的優缺點
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。內聯匯編主要用於如下場合:
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)
內聯匯編代碼不易於移植,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。
二、內聯匯編關鍵字
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:
1.簡單__asm塊
__asm { MOV AL, 2 MOV DX, 0XD007 OUT AL, DX } |
2.在每條匯編指令之前加__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,因此你可以把匯編指令放在同一行:
__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。
三、在__asm塊中使用匯編語言
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)。
2.MASM表達式
內聯匯編可以使用MASM中的表達式。比如: MOV EAX, 1。
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。
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。
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)。
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]。
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。
8.注釋
可以使用C/C++的注釋,但推薦用ASM的注釋,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字節,比如:
__asm { JMP _CodeOfAsm _EMIT 0x00 ; 定義混合在代碼段的數據 _EMIT 0x01 _CodeOfAsm: ; 這里是代碼 _EMIT 0x90 ; NOP指令 } |
四、在__asm塊中使用C/C++語言元素
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:
1.符號,包括標號、變量和函數名;
2.常量,包括符號常量和枚舉型(enum)成員;
3.宏定義和預處理指示符;
4.注釋,包括""和"//";
5.類型名,包括所有MASM中合法的類型
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。
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++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:
int array[10]; __asm MOV array[6], BX ; Store BX at array+6 (not scaled) array[6] = 0; |
* 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:
__asm MOV array[6 * TYPE int], 0 ; Store 0 at array + 12 array[6] = 0; |
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。
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:
struct first_type { char *weasel; int same_name; }; struct second_type { int wonton; long same_name; }; |
如果按下面聲明變量:
struct first_type hal; struct second_type oat; |
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:
__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。
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。
五、寄存器使用
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,我在實際使用時發現,好像並不是這樣。不過它是說"一般",我是特殊:))
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的C方法。
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。
如果程序中改變了用於STD和CLD的方向標志,你必須將其恢復到原來的值。
六、轉跳
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; goto c_dest; goto A_Dest; goto a_dest; __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: return; } |
不要使用函數名稱當作標號,否則將使其跳到函數執行而不是標號處。如下所示:
; 錯誤: 使用函數名作為標號 JNE exit . . . exit: ; 下面是更多的ASM代碼 |
美元符號$用於指定當前位置,如下所用,常用於條件跳轉:
JNE $+5 ; 下面這條指令的長度是5個字節 JMP farlabel ;$+5,跳到了這里 . . . farlabel: |
七、調用函數
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:
#include 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 } } |
注意:函數參數是從右向左壓棧。
不能夠訪問C++中的類成員函數,但是可以訪問extern "C"函數。
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
比如下面的例子:
#include char szAppName[] = "API Test"; void main() { char szHello[] = "Hello, world!"; __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現不是CALL MessageBoxA } } |
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。
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。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////// //預處理 #include /////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////////////////////////////////////// //全局變量 HWND g_hWnd; HINSTANCE g_hInst; TCHAR szTemp[1024]; TCHAR szAppName[] = "CRC32 Sample"; ///////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //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); ///////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //主函數 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); break; 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; case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break; default: return (DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam)); } return (0); } ///////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //GetCRC32: 求字節流的CRC32校驗碼 //參數: // pbData: 指向字節流緩沖區首地址 // nSize: 字節流長度 // //返回值: // 字節流的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: http://asp.7i24.com/netcool/laoluo/articles/show_article.asp?Article_ID=15 // //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]; __asm //這片內聯匯編是初始化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 } } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |