C++中使用内联汇编

程序员文章站 2022-06-17 20:26:09

...

很多的时候可以采用__asm{}的形式就可以嵌入汇编代码

#include <stdio.h> 
int power2(int num, int power); 

void main(void) { 
	printf("%d\n", power2(3,3)); 
}

int power2(int num, int power) {
  __asm 
  { 
	push eax
	mov eax, num; //Get first argument 
	mov ecx, power; //Get second argument 
	shl eax, cl; //EAX = EAX * (2 to the power of CL) 
  } 
  /* Return with result in EAX */ 
}

补充资料：
在 Visual C++ 中使用内联汇编

一、内联汇编的优缺点

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:

使用汇编语言写函数；
对速度要求非常高的代码；
设备驱动程序中直接访问硬件；
“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)

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。

二、内联汇编关键字

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:

1. 简单__asm块

__asm { 
	MOV AL, 2 
	MOV DX, 0xD007 
	OUT AL, DX 
}

2. 在每条汇编指令之前加__asm关键字

	__asm MOV AL, 2 
	__asm MOV DX, 0xD007 
	__asm OUT AL, DX

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
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。
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.

三、在__asm块中使用汇编语言

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)。

2.MASM表达式

内联汇编可以使用MASM中的表达式。比如: MOV EAX, 1。

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。

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。

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)。

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]。

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。

8.注释

可以使用C/C++的注释，但推荐用ASM的注释，即";"号。

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 
	_EMIT 0x00 ; 定义混合在代码段的数据 
	_EMIT 0x01 
_CodeOfAsm: 
	; 这里是代码 
	_EMIT 0x90 ; NOP指令 
}

四、在__asm块中使用C/C++语言元素

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:

符号，包括标号、变量和函数名；
常量，包括符号常量和枚举型(enum)成员；
宏定义和预处理指示符；
注释，包括"/**/“和”//"；
类型名，包括所有MASM中合法的类型
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。
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)。
__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:

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: 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:

__asm MOV array[[6 * TYPE int], 0;// Store 0 at array + 12 
array[[6]] = 0; /* Store 0 at array + 12 */

内联汇编能通过变量名直接引用C/C++的变量。__asm块中可以引用任何符号，包括变量名。
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:

struct first_type 
{ 
	char *weasel; 
	int same_name; 
}; 
struct second_type 
{ 
	int wonton; 
	long same_name; 
};

如果按下面声明变量:

struct first_type hal; 
struct second_type oat;

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:

__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' 
}

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。
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。

五、寄存器使用

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:))
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。
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。
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。

六、转跳

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:

void func() 
{ 
	goto C_Dest; /* 合法 */ 
	goto c_dest;  /* 错误 */ 
	goto A_Dest; /* 合法 */ 
	goto a_dest;  /* 合法 */ 
	__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 
		JMP A_Dest;  合法 
		JMP a_dest; 合法 
		a_dest: ; __asm 标号 
	} 
	C_Dest: /* C的标号 */ 
	return; 
}

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:

; 错误: 使用函数名作为标号 
 JNE exit 
...  
 exit:

下面是更多的ASM代码
美元符号$用于指定当前位置，如下所用，常用于条件跳转:

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:

七、调用函数

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:

#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 
		//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 
	} 
}

注意:函数参数是从右向左压栈。
不能够访问C++中的类成员函数，但是可以访问extern "C"函数。
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
比如下面的例子:

#include <windows.h> 
char szAppName[] = "API Test"; 
void main() 
{ 
	char szHello[] = "Hello, world!"; 
	__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 
	} 
}

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。

八、一个例子

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。

//预处理 
#include <Windows.h> 
//全局变量 
HWND g_hWnd; 
HINSTANCE g_hInst; 
TCHAR szTemp[1024]; 
TCHAR szAppName[] = "CRC32 Sample"; 
//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); 
//主函数 
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_THICKFRAME | 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); 
		break; 
	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; 

	case WM_DESTROY: 
		PostQuitMessage(0); 
		break; 
	default: 
		return (DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam)); 
	} 
	return (0); 
} 
//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，相关内容请参看:http://www.luocong.com/articles/show_article.asp?Article_ID=15 
//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]; 
	__asm //这片内联汇编是初始化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校验码 
	{ 
		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 
	} 
}

参考资料:
1.Sunwen，《VC内联ASM汇编学习笔记》
2.老罗，《矛与盾的较量（2）——CRC原理篇》
3.Microsoft，《MSDN Library - January 2001》

C++中使用内联汇编

一、内联汇编的优缺点

二、内联汇编关键字

1. 简单__asm块

2. 在每条汇编指令之前加__asm关键字

三、在__asm块中使用汇编语言

1.内联汇编指令集

2.MASM表达式

3. 数据指示符和操作符

4. EVEN和ALIGN指示符

5. MASM宏指示符

6. 段说明

7.类型和变量大小

8.注释

9._EMIT伪指令

四、在__asm块中使用C/C++语言元素

五、寄存器使用

六、转跳

七、调用函数

八、一个例子

OpenCV中的新函数connectedComponentsWithStats使用（python和c++实例）

Ubuntu下leveldb的安装使用（C++中）

C++中的c_str()函数怎么使用？

Lua使用C++中类的调用方法

c++中new和delete的使用方法介绍

C++中vector的使用

C++中static_cast/const_cast/dynamic_cast/reinterpret_cast的区别和使用

C++中 string 中的方法的使用详解(心得)

Effective Modern C++ 条款22 当使用Pimpl Idiom时，在实现文件中定义特殊成员函数

string 在c++中的使用