汇编语言与C语言的混合使用

 

在C语言中如何使用汇编语言呢？这个问题在不同的编译器中，具体实现方法是不同的。不过在实现大方上也不过就是有两种，而且各种编译器的实现方法也是大同小异。一种是在C语言中嵌入汇编语言代码，另一种是让C语言从外部调用汇编。下面我们就以Borland格式为例来说一说具体用法。但是,GCC与Microsoft的实现方法的与Borland只在格式上有点区别。当然，GCC的嵌入汇编是AT&T格式的。还好，不管什么格式，只是表达形式的不同而已，其内在含义是一模一样的。还是那句话各种编译器的实现方法是大同小异的，并没有本质的区别。另外在最后还附带了一篇介绍在GCC中使用内嵌汇编的文章。

一、两种实现方式

首先，我们看一看在C语言中如何嵌入汇编语言代码。在C语言中嵌入汇编语言代码，也有两种格式，一种是单句的，一种是模块的。

我们来看看一些简单的例子。

例子1：

单句格式的：

main（）
｛

asm     mov ah,2;
asm     mov bh,0;
asm     mov dl, 20;
asm     mov dh,10;
asm     int 10h; /*调用BIOS中断设置光标位置*/

｝

模块格式的：

main（）
｛

asm｛

mov ah,2
mov bh,0
mov dl, 20
mov dh,10
int 10h

    ｝

｝

在这个小程序里面并没有突出“嵌入”二字。不过从这个程序中可以看出其基本格式。嵌入的各行代码前面加上asm关键字或者把汇编语句放入asm代码块中，每行以分号或换行符结束，而注释必须是C语言格式的。

下面我们来看一个让C语言和汇编协作的例子：

例子2：

main()

{

char const *MESSAGE=”OutPut from asm../n$”;

asm{

  mov ah, 9
            mov dx, MESSAGE
            int 21h

}

}

上面这个例子十分的简单，它的纯C语言版本是：

＃i nclude <stdio.h>

main()

{

    printf(“OutPut from asm../n$”);
        }

接下来我们看一看如何让C语言调用汇编例程。我们还是看一个简单的小程序：

C语言部分如下：

extern cursor (int,int),

main()

{

        cursor(15,12);
        }

汇编语言部分如下：

.MODEL  SMALL
.CODE
PUBLIC

_CURSOR PROC

PUSH  BP
              MOV  BP,SP
              MOV  DH,[BP+4]
              MOV  DL,[BP+6]
              MOV  AH,02
              MOV  BH,00
              INT  10H
              POP  BP
              RET

_CURSOR ENDP

通过上面这个程序，你会看到调用汇编语言的关键就是如何传递参数。事实上，是通过堆栈来传递的但是具体规则是什么呢？下面我就来看看。

二、调用规则

       实际上，在C语言中使用汇编语言最困难的就是如何安全有效的传递参数。否则在调用汇编子程序时就会从堆栈中取出错误的参数。更可恶的是这种错误在编译的时候是不会发现错误提示的。

       下面是C与MASM汇编语言混合是用的时候采用的规则：

1、  参数传递的次序与它们出现的次序是相反的。例如上例中的cursor (x,y)中，首先传递的是y，然后才是x。这与我们的一般想法是不一样的，所以在这儿容易出现错误。

2、  传递完参数后，C程序还将保存（CS，IP）。如果C程序是SMALL或COMPACT存储模式下编译的（或者过程是NEAR型的），那么只保存IP，而在MEDIUM、LARGE或HUGE模式下编译的（或者过程是FAR型的），那么CS和IP都会被压入堆栈，其顺序是CS在前，IP在后。不过这个过程是C语言自动进行的而不需要我们干预。这也就是我们在例子2中为什么用MOV  DH,[BP+4]而不是MOV  DH,[BP]。因为前面是CS和IP而不是参数，真正的参数从[BP+4]开始。

3、  还有BP也必须保存在堆栈中，然后我们才可以通过BP和偏移地址来访问参数。

4、  最后一条指令应当是后面不带数字的RET，因为把堆栈到原始位置的工作将由C程序重新获得控制权以后才会执行。

5、  任何于C程序共享的名称都必须在前面加下划线，而且C语言只识别前8个字符。

6、  对于普通的参数C语言传递的是参数值，而对于数组，传递的是指针（也就是数据的地址）。

7、  如果C程序是在MEDIUM、LARGE或HUGE模式下编译的，那么汇编语言过程应该设为FAR型，C程序是SMALL或COMPACT存储模式下编译的，那么汇编语言过程应该设为NEAR型。

不过在MASM5.1或TASM1.0以及更高的版本的时候就不必担心偏移地址、在共享名称前加下划线以及保存BP这些琐事了，因为它们可以由编译器自动完成了。很显然例子2是旧格式的。

三、把参数返回C程序

       当C程序需要从汇编过程获得某个参数时，这个参数应该通过寄存器来传递。具体使用哪些寄存器取决于参数的大小，请看下表：

寄存器
 大小（字节）
 C数据类型
 
AL
 1
 Char,short
 
AX
 2
 Int
 
DX:AX
 4
 Long
 

四、把汇编语言程序与C语言程序链接到一起

1、  确保汇编语言中的过程被定义为PUBLIC，过程名以下划线开始。例如，在C语言中叫做“sum”到汇编语言中就应该是“_sum”.

2、  在C语言程序中过程定义为外部类型，例如在例子2中的extern cursor (int,int)。

3、  用汇编器对汇编语言程序汇编，得到XXX.obj文件。

4、  用C语言编译器编译C语言程序，得到YYY.obj文件。

5、  用链接器将它们链接到一起生成可执行文件：

link XXX.obj + YYY.obj

       以上就是混合使用C语言和汇编语言应该注意的几点问题。关于在GCC中使用汇编语言大体上是和上面一样的，只是实现细节上有一点区别而已。下面的这篇文章对于在GCC中使用内嵌汇编进行详细的解释。

GCC使用的内嵌汇编语法格式小教程  

本文对内嵌汇编语法，从基本语法、内嵌汇编的格式介绍、和扩展的内嵌汇编格式进行了详细说明，需要说明的是GCC采用的是AT&T的汇编格式．

一、　基本语法

语法上主要有以下几个不同.

★ 寄存器命名原则

AT&T: ％eax Intel: eax

★源/目的操作数顺序

AT&T: movl ％eax,％ebx Intel: mov ebx,eax

★常数/立即数的格式

AT&T: movl $_value,％ebx Intel: mov eax,_value

把_value的地址放入eax寄存器

AT&T: movl $0xd00d,％ebx Intel: mov ebx,0xd00d

★ 操作数长度标识

AT&T: movw ％ax,％bx Intel: mov bx,ax

★寻址方式

AT&T: immed32(basepointer,indexpointer,indexscale)

Intel: [basepointer indexpointer*indexscale imm32]

Linux工作于保护模式下，用的是32位线性地址，所以在计算地址时不用考虑egment:offset的问题．上式中的地址应为：

imm32 basepointer indexpointer*indexscale

下面是一些例子：

★直接寻址

AT&T: _booga　;

_booga是一个全局的c变量注意加上$是表示地址引用，不加是表示值引用．

注：对于局部变量，可以通过堆栈指针引用．

Intel: [_booga]

★寄存器间接寻址

AT&T: (％eax)

Intel: [eax]

★变址寻址

AT&T: _variable(％eax)

Intel: [eax _variable]

AT&T: _array(,％eax,4)

Intel: [eax*4 _array]

AT&T: _array(％ebx,％eax,8)

Intel: [ebx eax*8 _array] 

二、　基本的内嵌汇编

基本的内嵌汇编很简单，一般是按照下面的格式

asm(statements);

例如：asm(nop); asm(cli);

asm　和　__asm__是完全一样的．