0 引言
在平常編寫程序時(shí), 一般都希望選擇vc++ 、visual basic 等這樣的可視化高級語言來編寫, 這些語言工具可以實(shí)現(xiàn)可視化編程和支持面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù),同時(shí)它們的語法更接近于自然語言, 表達(dá)能力強(qiáng), 使用靈活,具有強(qiáng)大的庫函數(shù), 更重要的是與機(jī)器無關(guān), 可移植性好, 這樣程序開發(fā)周期比較短,省時(shí)省力。但在某些部分,例如程序的關(guān)鍵部分、 運(yùn)行次數(shù)很多的部分、 運(yùn)行速度要求很高的部分或直接訪問硬件的部分等利用匯編語言編寫, 可以提高程序的運(yùn)行效率和速度, 但如果只用匯編語言編程的話是比較繁瑣的, 對于一個(gè)比較大的程序來說編寫起來將非常耗時(shí), 開發(fā)周期較長。為了滿足既能縮短程序開發(fā)周期, 又能保證程序的執(zhí)行效率兩方面的要求, 采用vc++ 語言和匯編語言混合編程的技術(shù),即程序的框架或主體部分用visual c++ 語言編寫,而要求執(zhí)行效率高的部分用匯編語言編寫。
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1 visual c++ 調(diào)用匯編語言的常用方法
混合編程的關(guān)鍵是解決好高級語言與匯編語言的接口問題, 可采用兩種方法: 一是使用嵌入式匯編, 即在高級語言的語句中直接使用匯編語句, 這種方法比較簡潔直觀,但功能較弱; 另一種方法是獨(dú)立編程,分別產(chǎn)生各自的目標(biāo)文件,然后經(jīng)過連接, 形成一個(gè)完整的程序。采用這種方法比較靈活而且還具有很強(qiáng)的功能, 其關(guān)鍵是如何解決好匯編語言與高級語言的數(shù)據(jù)通訊。本文就以在凌陽 16 位單片機(jī)spce061a 中,采用visual c++ 與匯編語言獨(dú)立編程的方式實(shí)現(xiàn)混合編程的具體方法并給出實(shí)例。
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1. 1 vc++ 中嵌入?yún)R編語句的方法
嵌入式匯編又稱行內(nèi)匯編, visual c++ 提供了嵌入式匯編功能, 允許在vc++ 源程序中直接插入?yún)R編語言指令的語句, 可以直接訪問vc++ 語言程序中定義的常量、 變量和函數(shù),而不用考慮二者之間的接口,從而避免了匯編語言和vc++ 語言之間復(fù)雜的接口問題, 提高了程序設(shè)計(jì)效率。
嵌入?yún)R編語言指令采用- - asm 關(guān)鍵字, 嵌入?yún)R編格式: - - asm{指令} , 采用花括號的匯編語言程序段形式。具體應(yīng)用通常采用兩種方式, 第一種方式: - - asm{匯編程序段} ,如下所示: - - asm
{
mov ea x, 5h
mov ec x, 7h
add eax, ecx
}
另一種方式:每一條匯編語句前添加/ - - asm0
標(biāo)記,格式: - - asm 匯編語句,如下所示:
- - asm mov ea x, 5h
- - asm mov ec x, 7h
- - asm add eax, ec x
在visual c++ 編譯環(huán)境中vc++ 語言程序含有嵌入式匯編語言語句時(shí), 編譯器首先將vc++ 代碼的源程序( . cpp)編譯成匯編語言源程序( . asm)。然后激活匯編程序, turbo assembler 將產(chǎn)生的匯編語言源文件編譯成目標(biāo)文件( . obj) , 后激活tlink 將目標(biāo)文件鏈接成可執(zhí)行文件( . exe)。visual c++ 直接支持嵌入?yún)R編方式, 不需要獨(dú)立的匯編系統(tǒng)和另外的連接步驟。所以visual c++ 中嵌入?yún)R編比tur -bo c 中嵌入?yún)R編進(jìn)行編譯連接更為簡單方便。
以下是在vc++ 中調(diào)用匯編程序的實(shí)例:
// visual c++ 語言主函數(shù)main ( )
void f- sub ( void) ; // 聲明要調(diào)用的函數(shù)的函數(shù)原型,此函數(shù)無參數(shù)傳遞
intmain ( void) {
while ( 1)
f- sub ( ) ; // 調(diào)用匯編函數(shù)
return 0;
}
// 匯編子函數(shù)f- sub( )
. code
. publ ic- f- sub
- f- sub:
nop
retf
以上程序在凌陽公司提供的集成開發(fā)環(huán)境下編譯連接后即可運(yùn)行。
1. 2 采用模塊調(diào)用的方法
采用模塊調(diào)用方式, 要協(xié)調(diào)命名、 調(diào)用、 參數(shù)傳遞和返回等進(jìn)行約定。
( 1) 采用一致的調(diào)用協(xié)議
visual c++ 語言具有三種調(diào)用協(xié)議: - cdecl,- stdcall和- fastcal l。masm 匯編語言利用/ 語言類型0確定調(diào)用協(xié)議和命名約定, 支持的語言類型有:c, syscall, stdcall,pascal, basic 和for tran。
visual c++ 與匯編語言混合編程通常利用堆棧進(jìn)行參數(shù)傳遞,調(diào)用協(xié)議決定利用堆棧的方法和命名約定, 兩者要一致, 通常visual c++ 采用- cdecl
調(diào)用協(xié)議, masn 匯編語言采用visual c++ 語言調(diào)用協(xié)議。
( 2) 入口參數(shù)和返回參數(shù)的約定
不論何種整數(shù)類型進(jìn)行參數(shù)傳遞時(shí)都擴(kuò)展成32位,visual c++ 中沒有遠(yuǎn)、 近調(diào)用之分, 所有調(diào)用都是 32 位的偏移地址, 所有的地址參數(shù)也都是32位偏移地址, 在堆棧中占4 個(gè)字節(jié)。圖1 給出了采用visual c++ 語言調(diào)用協(xié)議的堆棧示意圖。參數(shù)返回時(shí),對于小于等于32 位的數(shù)據(jù)擴(kuò)展為32 位,存放在eax 寄存器中返回; 4- 8 個(gè)字節(jié)的返回值存放在edx, eax 寄存器中返回;更大字節(jié)數(shù)據(jù)則將它們的地址指針存放在eax 中返回。
( 3) 聲明公用函數(shù)名和變量名
對visual c++ 和匯編語言使用的公用函數(shù)和變量應(yīng)該進(jìn)行聲明, 并且標(biāo)識符應(yīng)該一致, c++ 語言對標(biāo)識符區(qū)分字母的大小寫,而匯編不區(qū)分大小寫。在visual c++ 語言程序中, 采用extern / c0{ }對所調(diào)用的函數(shù)和變量給予說明。說明形式如下:
對函數(shù)的說明: extern / c0 { 返回值類型 調(diào)用協(xié)議 函數(shù)名稱(參數(shù)類型表) ; }
對變量的說明: extern / c0 { 變量類型變量名; }
匯編語言程序中供外部使用的標(biāo)識符應(yīng)該標(biāo)識p ublic 屬性,使用外部標(biāo)識符應(yīng)該用 e xtern 說明。
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1. 3 模塊調(diào)用混合編程的實(shí)現(xiàn)步驟
采用模塊調(diào)用方式進(jìn)行混合編程一般執(zhí)行的步驟如下: ( 1)建立visual c++ 源程序( . cpp) ; ( 2)建立匯編語言源程序, 并把匯編語言匯編成. obj 文件;( 3)建立工程文件. prj, 將visual c++ 源程序和. obj文件放入該工程項(xiàng)目; ( 4) 對工程文件進(jìn)行編譯、 連接, 生成可執(zhí)行文件. exe。
在與visual c++ 混合編程的匯編語言過程中,編程環(huán)境是32位的,應(yīng)該注意與16 位ms -dos 環(huán)境的區(qū)別。在這種環(huán)境下的寄存器是32位的,因此匯編語言過程存取堆棧應(yīng)該使用32 位寄存器ebp 進(jìn)行相對尋址, 而不是采用 bp。匯編語言簡化段定義的格式應(yīng)該采用flat 模式, 并且匯編時(shí)采用選項(xiàng)p coff, ml命令的選項(xiàng)p coff 使得產(chǎn)生的. obj 文件采用32位的格式。
2 在 visual c++ 中調(diào)用匯編語言的第三種方法
通常以上兩種方法就能夠?qū)崿F(xiàn) visual c++ 語言與匯編語言混合編程, 但是在一些特殊的情況下,用這兩種方法卻不能滿足功能的需要, 本文提出了一種新的方法) ) ) 通過數(shù)組借助指針實(shí)現(xiàn)二者的混合編程。下面結(jié)合所開發(fā)的課題) ) ) 數(shù)控系統(tǒng)邏輯控制系統(tǒng)軟件開發(fā), 來進(jìn)行具體說明。
該課題是在visual c++ 6. 0 的環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)的,上層采用vc++ 語言, 層采用了匯編語言,在vc++ 語言中要調(diào)用匯編語言的編譯結(jié)果, 并進(jìn)行回填,用通用的混合編程方法無法實(shí)現(xiàn)二者的調(diào)用,因?yàn)榈讓訁R編語言是把所有的邏輯運(yùn)算功能指令匯編在一起, 而在vc++ 語言中根據(jù)需要在需要的地方調(diào)用匯編語言中的某一功能模塊, 因此對匯編語言編譯后的. obj 文件無法進(jìn)行控制。具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
( 1)把包括所有的邏輯指令的匯編語句編成一個(gè)匯編模塊程序,在匯編編譯器(如masm 6. x)中將匯編程序編譯成. obj文件。
(2) 將匯編生成的機(jī)代碼放在一個(gè)數(shù)組中, 例如定義一個(gè)數(shù)組變量unsigned char objmod[ 1241]。
( 3)定義多個(gè)指針類型變量指向objmod 數(shù)組元素的地址,該地址對應(yīng)每個(gè)匯編功能模塊的首地址,如定義一個(gè)指針變量 unsigned char * libc21=&objmod[ 869]。
( 4) 通過函數(shù)copile( * pmodal) 模塊, 例如編譯匯編 libc21 功能模塊時(shí), 通過調(diào)用 copi le( libc21)函數(shù),把匯編編譯生成的機(jī)代碼分別傳遞到工作區(qū)域wkarea 中, 通過 wkarea[ posirr]= bufris[ ptris] 來實(shí)現(xiàn)二次填充,把匯編機(jī)代碼中改寫的內(nèi)容改寫成需要的地址或值,后通過調(diào)用一系列函數(shù), 把結(jié)果保存到文件中[ 4 ]。
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3 寄存器的使用約定
在所有寄存器中, bp 應(yīng)首先引起注意,因?yàn)橐坏┻M(jìn)入?yún)R編程序, bp 的內(nèi)容在子程序入口處被壓入棧內(nèi),并且棧指針( sp)的當(dāng)前值必須放在bp 中,在子程序出口處bp 被彈出,恢復(fù)原來的值。
4 結(jié)束語
采用兩種或兩種以上的編程語言混合編程, 彼此相互調(diào)用,進(jìn)行參數(shù)傳遞, 是一種有效的程序設(shè)計(jì)方法。這種方法可以充分發(fā)揮各種語言的優(yōu)勢,充分利用現(xiàn)有的實(shí)用程序,是當(dāng)前編程技術(shù)的一個(gè)重要研究和應(yīng)用領(lǐng)域。
本課題采用該方法實(shí)現(xiàn)了visual c++ 和匯編語言的混合編程,從而實(shí)現(xiàn)visual c++ 語言與匯編語言的無縫結(jié)合。
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