在 Visual C++ 中使用内联汇编

显示全部楼层 · 发表于 2008-9-28 16:24:03

一、内联汇编的优缺点<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /><o:p></o:p>
   因为在Visual C++中使用内联汇编不需要额外的编译器和联接器，且可以处理Visual C++中不能处理的一些事情，而且可以使用在C/C++中的变量，所以非常方便。内联汇编主要用于如下场合: <o:p></o:p>
   1.使用汇编语言写函数；    2.对速度要求非常高的代码；    3.设备驱动程序中直接访问硬件；    4."Naked" Call的初始化和结束代码。      //(."Naked"，理解了意思，但是不知道怎么翻译^_^，大概就是不需要C/C++的编译器(自作聪明)生成的函数初始化和收尾代码，请参看MSDN的"Naked functions"的说明)<o:p></o:p>
   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，应当尽量避免使用内联汇编。这时候你可以使用MASM，因为MASM支持更方便的的宏指令和数据指示符。<o:p></o:p>
 二、内联汇编关键字<o:p></o:p>
   在Visual C++使用内联汇编用到的是__asm关键字，这个关键字有两种使用方法: <o:p></o:p>
   1.简单__asm块         __asm         {             MOV     AL, 2             MOV     DX, 0xD007             OUT     AL, DX         }<o:p></o:p>
   2.在每条汇编指令之前加__asm关键字  <o:p></o:p>
       __asm MOV   AL, 2         __asm MOV   DX, 0xD007         __asm OUT   AL, DX <o:p></o:p>
   因为__asm关键字是语句分隔符，因此你可以把汇编指令放在同一行:         __asm MOV AL, 2     __asm MOV DX, 0XD007    __asm OUT AL, DX <o:p></o:p>
   显然，第一种方法和C/C++的风格很一致，并且有很多其它优点，因此推荐使用第一种方法。 <o:p></o:p>
   不象在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，嵌套也不会影响变量的作用范围。<o:p></o:p>
 三、在__asm块中使用汇编语言<o:p></o:p>
   1.内联汇编指令集     内联汇编完全支持的Intel 486指令集，允许使用MMX指令。不支持的指令可以使用_EMIT伪指令定义(_EMIT伪指令说明见下文)。 <o:p></o:p>
   2.MASM表达式     内联汇编可以使用MASM中的表达式。比如: MOV EAX, 1。 <o:p></o:p>
   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，但它不能用MASM指示符和操作符定义数据对象。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DUP和THIS操作符。MASM结构和记录也不再有效，内联汇编不接受STRUC、RECORD、WIDTH或者MASK。 <o:p></o:p>
   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(空操作)指令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。 <o:p></o:p>
   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)。 <o:p></o:p>
   6.段说明     必须使用寄存器来说明段，跨越段必须显式地说明，如ES:[BX]。 <o:p></o:p>
   7.类型和变量大小     我们可以使用LENGTH来取得C/C++中的数组中的元素个数，如果不是一个数组，则结果为一。使用SIZE来取得C/C++中变量的大小，一个变量的大小是LENGTH和TYPE的乘积。TYPE用来取得一个变量的大小，如果是一个数组，它得到的一个数组中的单个元素的大小。 <o:p></o:p>
   8.注释     可以使用C/C++的注释，但推荐用ASM的注释，即";"号。 <o:p></o:p>
   9._EMIT伪指令     _EMIT伪指令相当于MASM中的DB，但一次只能定义一个字节，比如:         __asm        {             JMP     _CodeOfAsm <o:p></o:p>
           _EMIT   0x00    ; 定义混合在代码段的数据             _EMIT   0x01 <o:p></o:p>
       _CodeOfAsm:             ; 这里是代码             _EMIT   0x90    ; NOP指令         }<o:p></o:p>
 四、在__asm块中使用C/C++语言元素<o:p></o:p>
   C/C++与汇编可以混合使用，在内联汇编可以使用C/C++的变量和很多其它C/C++的元素。在__asm块中可以使用以下C/C++元素: <o:p></o:p>
   1.符号，包括标号、变量和函数名； <o:p></o:p>
   2.常量，包括符号常量和枚举型(enum)成员； <o:p></o:p>
   3.宏定义和预处理指示符； <o:p></o:p>
   4.注释，包括"/**/"和"//"； <o:p></o:p>
   5.类型名，包括所有MASM中合法的类型 <o:p></o:p>
   6.typedef名称， 像PTR、TYPE、特定的结构成员或枚举成员这样的通用操作符。 <o:p></o:p>
   在__asm块中，可以使用C/C++或ASM的基数计数法(比如: 0x100和100H是相等的)。 <o:p></o:p>
   __asm块中不能使用像<<一类的C/C++操作符。C/C++和MASM通用的操作符，比如"*"和"[]"操作符，都被认为是汇编语言的操作符。举个例子: <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: 内联汇编中，你可以使用TYPE操作符使作其与C一致。比如，下面两条语句是一样的: <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>
   内联汇编能通过变两名直接引用C/C++的变量。__asm块中可以引用任何符号，包括变量名。 <o:p></o:p>
   如果C/C++中的类、结构或者枚举成员具有唯一的名称，如果在"."操作符之前不指定变量或者typedef名称，则__asm块中只能引用成员名称。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same_name这个成员变量: <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>
   如果按下面声明变量: <o:p></o:p>
       struct first_type hal;         struct second_type oat; <o:p></o:p>
   那么，所有引用same_name成员的地方都必须使用变量名，因为same_name不是唯一的。另外，上面的weasel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: <o:p></o:p>
       __asm         {             MOV EBX, OFFSET hal             MOV ECX, [EBX]hal.same_name ; 必须使用 'hal'            MOV ESI, [EBX].weasel       ; 可以省略 'hal'        } <o:p></o:p>
   注意，省略了变量名仅仅是为了写代码的方便，生成的汇编指令的还是一样的。 <o:p></o:p>
   可以不受限制地访问C++成员变量，但是不能调用C++的成员函数。<o:p></o:p>
 五、寄存器使用<o:p></o:p>
   一般来说，在__asm块开始的时候，寄存器是空的，不能在两个__asm之间保存寄存器的值。(这是MSDN上说的，我在实际使用时发现，好像并不是这样。不过它是说"一般"，我是特殊:)) <o:p></o:p>
   如果一个函数被声明成了__fastcall，则其参数将放在寄存器中，这将给寄存器的管理带来问题。所以，如果要将一个函数声明成__fastcall，必须保存ECX寄存器。为了避免以上的冲突，在声明为__fastcall的函数中不要有__asm块。如果用了/Gr编译选项(它全局的变成__fastcall)，将每个函数声明成__cdecl或者__stdcall，这个属性告诉编译器用传统的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和标志寄存器，那就应该PUSH保存这些寄存器。 <o:p></o:p>
   如果程序中改变了用于STD和CLD的方向标志，你必须将其恢复到原来的值。<o:p></o:p>
 六、转跳<o:p></o:p>
   可以在C里面使用goto调到__asm块中的标号处，也可以在__asm块中转跳到__asm块里面和外面的标号处。__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: <o:p></o:p>
       void func()         {                 goto C_Dest;    /* 合法 */                 goto c_dest;    /* 错误 */ <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上说合法，但是我在VS.NET中编译，认为这样不合法<o:p></o:p>
                       JMP A_Dest  ; 合法                        JMP a_dest  ; 合法<o:p></o:p>
       a_dest:     ; __asm 标号                 } <o:p></o:p>
       C_Dest:     /* C的标号 */         return;         } <o:p></o:p>
    不要使用函数名称当作标号，否则将使其跳到函数执行而不是标号处。如下所示: <o:p></o:p>
       ; 错误: 使用函数名作为标号         JNE exit         .         .         .         exit:         ; 下面是更多的ASM代码 <o:p></o:p>
    美元符号$用于指定当前位置，如下所用，常用于条件跳转: <o:p></o:p>
       JNE $+5 ; 下面这条指令的长度是5个字节         JMP farlabel         ;$+5，跳到了这里         .         .         .         farlabel: <o:p></o:p>
 七、调用函数<o:p></o:p>
   内联汇编调用C/C++函数必须自己清除堆栈，下面是一个调用C/C++函数例子: <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>
               //内联汇编调用C函数必须自己清除堆栈                 //用不使用的EBX寄存器清除堆栈，或ADD ESP, 12                 POP     EBX                 POP     EBX                 POP     EBX             }         } <o:p></o:p>
   注意:函数参数是从右向左压栈。 <o:p></o:p>
   不能够访问C++中的类成员函数，但是可以访问extern "C"函数。 <o:p></o:p>
   如果调用Windows API函数，则不需要自己清除堆栈，因为API的返回指令是RET n，会自动清除堆栈 <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    ; 全局变量用OFFSET                LEA     EAX, szHello        ; 局部变量用LEA                PUSH    EAX                 PUSH    0                 CALL    DWORD PTR [MessageBoxA]     ; 注意这里，我费了好大周折才发现不是CALL MessageBoxA            }         } <o:p></o:p>
   一般来说，在Visual C++中使用内联汇编是为了提高速度，因此这些函数调用尽可能用C/C++写。<o:p></o:p>
 八、一个例子<o:p></o:p>
   下面的例子是在VS.NET(即VC7)中C语言写的。先建一个工程，将下列代码放到工程中的.c文件中编译，无需作特别的设置，即可编译通过。<o:p></o:p>
   ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //预处理     #include <Windows.h>     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// <o:p></o:p>
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //全局变量     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>
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //函数声明     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>
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //主函数     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>
   ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     //主窗口回调函数     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, "当前文本框内的字符串的CRC32校验码是: 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: 求字节流的CRC32校验码     //参数:     //      pbData: 指向字节流缓冲区首地址     //      nSize: 字节流长度     //     //返回值:     //      字节流的CRC32校验码     //     //这里使用查表法求CRC32校验码，这部分是参考老罗的文章《 矛与盾的较量（2）——CRC原理篇》该写的。     //原文的具体内容请参看: <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>     //     //下面使用内联汇编求CRC32校验码，充分使用了CPU中的寄存器，速度和方便性都是使用C/C++所不能比拟的     //     DWORD GetCRC32(const BYTE *pbData, int nSize)     {         DWORD dwCRC32Table[256]; <o:p></o:p>
       __asm   //这片内联汇编是初始化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校验码         {             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>