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(jí)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(duì)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(jí)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(jí)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(jí)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(hào)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) , 最后激活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(duì)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(duì)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(shí)符應(yīng)該一致, C++ 語言對(duì)標(biāo)識(shí)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(duì)所調(diào)用的函數(shù)和變量給予說明。說明形式如下:

對(duì)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(duì)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(shí)符應(yīng)該標(biāo)識(shí)P UBLIC 屬性,使用外部標(biāo)識(shí)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(duì)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(duì)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, 最底層采用了匯編語言,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(duì)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(duì)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,最后通過調(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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