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,但是不知道怎麼翻譯,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 <I>function</I>s"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。這裡特別指出,__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裡面加入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: ; 這裡是代碼
_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; /* Store 0 at array+12 (scaled) */
* 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; /* Store 0 at array + 12 */
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;
那麼,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裡面使用goto調到__asm塊中的標號處,也可以在__asm塊中轉跳到__asm塊裡面和外面的標號處。__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; /* 合法 */
goto c_dest; /* 錯誤 */
goto A_Dest; /* 合法 */
goto a_dest; /* 合法 */
__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: /* C的標號 */
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 $Content$5 ; 下面這條指令的長度是5個字節
JMP farlabel ;
$Content$5,跳到了這裡
。
。
。
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 <stdio.h>
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 <windows.h>
char szAppName[] = "API Test";
void main()
{
char szHello[] = "Hello, world!";
__asm
{
PUSH MB_OKorMB_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] ; 注意這裡,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 <Windows.h>
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//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_THICK<I>FRame</I> | 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
//
//這裡使用查表法求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://www.luocong.com/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
}
}