匯編語言與C語言混合編程的接口技術(shù)

金微

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展，正在涌現(xiàn)出大量新的嵌入式系統(tǒng)，通常情況用C或者C++完成大部分的編程任務(wù)，僅有初始化部分用匯編語言完成。本文主要研究匯編語言和C語言混合編程，在當(dāng)前程序開發(fā)領(lǐng)域提供了新的途徑。

關(guān)鍵詞：匯編程序；C語言；編排技術(shù)

1 引言

在平常編寫程序時(shí)，我們一般都希望選擇C、Pascal、Basic等這樣的高級語言來編寫，高級語言由于有編譯器的支持，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)，更重要的是高級語言與機(jī)器無關(guān)，可移殖性較好，這樣使程序開發(fā)周期比較短，省時(shí)省力。為了提高程序運(yùn)行速度，或直接訪問硬件，用匯編語言編程可以提高程序的運(yùn)行效率。為了既能縮短程序開發(fā)周期，又能保證程序的執(zhí)行效率，較好的解決辦法是程序的框架或主體部分用C語言編寫，要求執(zhí)行效率高的部分用匯編語言編寫。這里就涉及到了混合編程的問題，這種混合編程的方法將C語言和匯編語言的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，所以成為目前單片機(jī)開發(fā)最流行的編程方法。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。

2 匯編語言和C語言程序的變量相互調(diào)用

在一個(gè)工程中，一般都會(huì)由多個(gè)匯編文件和多個(gè)C/C++程序文件有機(jī)組成。在這些匯編文件和C/C++文件之間就存在變量相互訪問和函數(shù)相互調(diào)用的問題。內(nèi)嵌匯編不用單獨(dú)編輯匯編語言文件，比較簡潔，但是有諸多限制，當(dāng)匯編的代碼較多時(shí)一般放在單獨(dú)的匯編文件中。這時(shí)就需要在匯編和C之間進(jìn)行一些數(shù)據(jù)的傳遞，最簡便的辦法就是使用全局變量。

2.1 匯編程序中訪問C程序變量

在C/C++程序中聲明的全局變量可以被匯編程序通過地址間接訪問。具體訪問方法/步驟如下：

①C/C++程序中聲明全局變量；②在匯編程序使用IMPORT/EXTERN偽指令聲明引用該全局變量；③使用LDR偽指令讀取該變量的內(nèi)存地址；④根據(jù)該數(shù)據(jù)的類型使用相應(yīng)的LDR或STR指令讀取或設(shè)置該變量的值。對于無符號變量，使用LDRB/STRB訪問char；使用LDRH/STRH訪問short；使用LDR/STR訪問integer。對于有符號數(shù)，使用LDRSB/LDRSH。

在匯編的源程序中調(diào)用C語言風(fēng)格的字符串需要使用IMPORT偽操作。IMPORT相當(dāng)于C語言中的extern關(guān)鍵字，告訴編譯器引用的符號不是在本文件中定義的，而是在其他的源文件中定義的。

偽操作的格式：

IMPORT symbol[，WEAK]

symbol是聲明的符號的名稱；[，WEAK]指示編譯器如果發(fā)現(xiàn)symbol在所有的源文件中都沒有找到，那么它也不會(huì)產(chǎn)生任何的錯(cuò)誤信息。

2.2 C程序中訪問匯編程序變量

在匯編程序中聲明的數(shù)據(jù)可以被C/C++程序所訪問，具體訪問方法/步驟是：在匯編程序中用EX-PORT/GLOBAL偽指令聲明該符號為全局標(biāo)號，可以被其他文件應(yīng)用；C/C++程序中定義相應(yīng)數(shù)據(jù)類型的指針變量；對該指針變量賦值為匯編程序中的全局標(biāo)號，利用該指針訪問匯編程序中的數(shù)據(jù)。

3 匯編語言和C語言程序相互調(diào)用

3.1 在C程序中調(diào)用匯編函數(shù)

在C程序中調(diào)用匯編函數(shù)一般情況下，在C中要調(diào)用一個(gè)匯編編寫的函數(shù)，需要首先在C語言中聲明此函數(shù)的函數(shù)原型，同時(shí)C語言希望所有的外部標(biāo)號均以下劃線/_0開頭，如果匯編模塊中定義的函數(shù)及變量準(zhǔn)備供C調(diào)用，應(yīng)以下劃線開頭。如若有函數(shù)F_Sub，要定義為供C調(diào)用的函數(shù)，在匯編程序中應(yīng)定義為PUBLIC _F_Sub。因?yàn)镃語言區(qū)別對待大小寫字母，所以在編寫準(zhǔn)備與C模塊相連接的匯編模塊時(shí)，應(yīng)該注意符號名的大小寫，以便保持一致。以下是在C中調(diào)用匯編程序的實(shí)例：

//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

. PUBLIC _F_Sub

_F_Sub：

NOP

RETF

以上程序在IDE集成開發(fā)環(huán)境下編譯連接后即可運(yùn)行。

3.2 在匯編程序中調(diào)用C函數(shù)

在匯編函數(shù)中要調(diào)用C語言的子函數(shù)，應(yīng)該根據(jù)C函數(shù)原型所要求的參數(shù)類型，分別把參數(shù)壓入堆棧后，再調(diào)用C函數(shù)。調(diào)用結(jié)束后還須再進(jìn)行彈棧，以恢復(fù)調(diào)用C函數(shù)前的堆棧指針。以下是匯編調(diào)用C函數(shù)的。

例如下面的程序，利用函數(shù)調(diào)用形式輸出字符串″Hello world e″

Extern void display（void）L

Main（）

{

display（）L

}

.model small

.data

string db ″Hello world e$″

.code

public _display

_display proc

mov ah，9

mov dx，offset string

int 21h

ret

_display endp

end

說明：①在C程序中使用關(guān)鍵字″e(cuò)xtern″對函數(shù)作顯式說明；②對不同的存儲(chǔ)模式要選用不同的匯編語言格式。當(dāng)C程序?yàn)槲⑿汀⑿⌒汀⒕o湊型模式時(shí)，匯編用近過程；當(dāng)C程序?yàn)橹行汀⒋笮汀⒕扌湍Ｊ綍r(shí)，匯編用遠(yuǎn)過程；③匯編程序取C的參數(shù)。遠(yuǎn)過程返回地址占四個(gè)字節(jié)，BP壓入占二字節(jié)，所以第一個(gè)參數(shù)在BP+6所指向的單元，而近過程第一個(gè)參數(shù)在BP+4所指向的單元；④匯編程序中寄存器的保護(hù)。TurboC允許子過程使用SI 和DI存放局部變量，當(dāng)寄存器變量多于兩個(gè)時(shí)，多余部分會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到堆棧中存儲(chǔ)。因此，匯編過程的格式為：

PUSH BP

MOV BP，SP

PUSH DI

PUSH SI…

…………

…………

…………

POP SI

POP DI

POP BP

RET

⑤返回值。每種C語言的數(shù)據(jù)類型都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的返回位置，一般在AX （微型、小型、緊湊型模式）或DX：AX（中型、大型、巨型模式）中，如：char，unsigned char，short int等，返回值位置為AX，且返回?cái)?shù)據(jù)必須放置在RET指令之前。匯編子程序要定義為遠(yuǎn)過程，并用public偽指令把過程名定義為公共。

4 結(jié)束語

本文研究了匯編語言與C語言混合編程的編程問題，重點(diǎn)對編程時(shí)C語言與匯編語言和C語言變量與程序的相互調(diào)用問題進(jìn)行了分析，并給出了實(shí)例。當(dāng)采用兩種或兩種以上的編程語言組合編程，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。這種方法可以發(fā)揮各種語言的優(yōu)勢和特點(diǎn)，充分利用現(xiàn)有的多種實(shí)用程序、庫程序等，使軟件的開發(fā)周期大大縮短，是當(dāng)前程序接口技術(shù)的一個(gè)重要研究和應(yīng)用領(lǐng)域。

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