C语言和汇编语言的相互调用

C语言和汇编语言的相互调用,第1张

浅谈C程序中调用汇编模块的方法

C语言是目前非常流行的一种编程语言,除具有高级语言使用方便灵活、数据处理能力强、 编程简单等优点外,还可实现汇编语言的大部分功能,如可直接对硬件进行 *** 作、生成的 目标代码质量较高且执行的速度较快等。所以在工程上对硬件处理速度要求不很高的情况下, 基本可以用C代替汇编语言,编写接口电路的控制软件。但C也不能完全取代汇编语言,如在一些对速度要求很高的实时控制系统中,以及对硬件的特殊控制方面,C有时也不能完全很好胜任,还需要汇编语言来编写。因为汇编语言目标代码更精练,对硬件直接控制能力更强和执行速度更快,但汇编语言编程烦难、表达能力差也显而易见。比较好的解决办法是C与汇编语言混合编程,即用C编写软件的调度程序、用户界面以及速度要求不高的控制部分,而用汇编语言对速度敏感部分提供最高速度的处理模块,供C调用。这种方法提供了最佳的软件设计方案,做到了兼顾速度效率高和灵活方便。由于本人的毕业设计需要C程序中调用汇编模块的方法来提高ARM定点指令的执行速度,故对这方面进行了学习。学习心得如下:

对于C和汇编语言的接口主要有两个问题需要解决。

一、调用者与被调用者的参数传递

这种数据传递通过堆栈完成,在执行调用时从调用程序参数表中的最后一个参数开始 ,自动依次压入堆栈;将所有参数压入堆栈后,再自动将被调用程序执行结束后的返回地址 (断点)压入堆栈,以使被调程序结束后能返回主调程序的正确位置而继续执行。例如一调用名为add汇编程序模块的主函数:main( ){...... add(dest,op1,op2,flages);......}。在此例中对主函数进行反汇编,主函数在调用add函数前自动组织的堆栈。

.

.

.

lea 0xfffffffe8(%ebp),%eax #flages数组的首地址入栈

push %eax

pushl 0xfffffff8(%ebp)#OP2入栈

pushl 0xfffffffc(%ebp)#OP1 入栈

pushl 0xfffffff0(%ebp)#dest地址入栈

call 0x80483f0 <add> #调用add函数

.

.

执行完add调用语句后,栈内数据结果如图一所示。

进入汇编子程序后,为了能正确获取主调程序并存入堆栈中的数据,被调的汇编子程序先后要做如下一些工作:

1、 保存esp的副本

进入汇编子程序后,子程序中免不了要有压栈和出栈的 *** 作,故ESP时刻在变化。为了能用 ESP访问堆栈中的参数,安全办法是一进入子程序后,先为ESP制副本,以后对传递参数的访问 都用副本进行。一般可用EBP保存ESP,如:

push %ebp

mov %ebp,%esp

2、保留数据空间

如果汇编子程序中需要一些局部数据,可以简单地减小ESP的值,以便在栈空间中保留出一段存贮区,用于存放局部数据,该区域须在子程序结束后恢复。如下语句可以保留一个局部数据区:

push %ebp

mov %ebp ,%esp

subl space,%esp;设space=4

movl $0x0,%ebp

movl $0x0,-2(%ebp)

如上语句段中,space是局部数据的总字节数。在以后的应用中,由于ESP是变化的,而 EBP是 固定的,用负偏移量可以存取局部变量。上例利用EBP及偏移量,将两个字的局部数 据初始化为0。

3、保留寄存器值

如果在被调子程序中用到ESI、EDI等其它寄存器,则应先把它们压入堆栈,以保留寄存器原值 。例如,下例就是将ESI和EDI寄存器的值压栈:

pushl %ebp

movl %ebp ,%esp

subl $space ,%esp,

pushl %esi

pushl %edi

4、获取传递参数

作完了1~3步的 *** 作后,结合上面C程序传送参数这一例子,现在栈结构如图二所示。

由此可见,EBP保留了ESP在参数传递完并将EBP压栈后的一个副本,利用EBP可以很方便地访问各参数。现假设各参数都是2字节的整数值,在小模式编译方式共占用2个字节。如果要将传递的参数op1、op2取出,并分别赋给ebx、ecx寄存器,可由下列语句完成这一功能:

movl 0x8(%ebp),%eax

movl 0xc(%ebp),%ecx

5、子程序返回值

当子程序的执行结果需要返回时,根据返回值的字长,C按如下约定接收返回值:1字节在AL 寄存器中;2字节在EAX寄存器中;4字节则高位部分在EDX中、低位部分在EAX寄存器中。C可从这些寄存器中取出返回值。

6、退出汇编子程序

结束汇编子程序的步骤如下:

1) 若ESS、EDS、ESI或EDI已被压栈,则需按保存它们的相反顺序d出它们。

2) 若在过程开始时分配了局部数据空间,则以指令 mov %esp和%ebp 恢复%esp。

3) 以指令pop %ebp 恢复%ebp ,该步是必须的。或者可以用leave语句来恢复%ebp 。它相当于movl %ebp, %esppopl %ebp

4) 最后以ret结束汇编程序。

二、 说明和建立调用者与被调用者间的连系

为了建立调用与被调用模块间的连接关系,被调用的汇编程序应用global,说明其可被外部模块调用;而调用程序则应预先说明要引用的外部模块名。下面通过我的例子进行说明,该例是C调用add0的汇编子程序。程序清单如下:

/* add.c */

#include <stdio.h>

extern void add(int *dest,int op1,int op2,short int*flages)

/*声明调用外部的汇编函数*/

int main(void){

int op1,op2,result

int *dest=&result

short int flages[4]={0,0,0,0}

printf("please enter two soure operater:")

scanf("%x%x",&op1,&op2)

add(dest,op1,op2,flages)/*调用add0函数*/

printf("The result of ADD is :%x\n flages N(negative) Z(zero) C(carry) V(overflow:%d,%d,%d,%d\n",*dest,flages[3],flages[2],flages[1],flages[0])

return 0

}

#add.s

.text

.align 2

.global add

.type add,function

#定义add为外部可调用的函数

add:

push %ebp#ebp寄存器内容压栈,保存add函数的上级调用函数的栈基地址

mov %esp,%ebp #esp值赋给ebp,设置add函数的栈基地址

mov 0x8(%ebp),%edx

mov 0x10(%ebp),%eax

add 0xc(%ebp),%eax

mov %eax,(%edx)

mov 0x14(%ebp),%eax

jo OF

C:

jc CF

S:

js SF

jz ZF

jmp out

OF:

movw $0x1,(%eax)

jmp C

CF:

movw $0x1,0x2(%eax)

jmp S

SF:

movw $0x1,0x6(%eax)

movw $0x0,0x4(%eax)

jmp out

ZF:

movw $0x1,0x4(%eax)

movw $0x0,0x6(%eax)

out:

leave #将ebp值赋给esp,pop先前栈内的上级函数栈的基地址给#ebp,恢复原栈基址

ret #add函数返回,回到上级的调用函数

其中.text 标志一个代码段的开始,这是AT&T的段格式;global add\n

type add,function说明add是公用的,可以由外部其它单独编译模块调用。

将C源程序以文件名add.c存盘,汇编语言源程序以add.s 存盘通过MAKE进行编译和连接连接代码如下:

all: myadd

myadd: adds.o addc.o

gcc –o myadd adds.o adc.o

adds.o: add.s

as –o adds.o add.s

addc.o: add.c

gcc –g –o addc.o add.c

由上可见,在C中调用汇编模块很方便。所以我们在实际软件开发中,可以采用混合编程的技术,从而尽可能利用各语言的优势。既满足实际问题的需要,又简化设计过程,达到事半功倍的效果。

如果keil5的话,在汇编内调用c语言的变量,可以

IMPORT (变量名)

LDR r0, =(变量名) //获得该变量地址到r0

LDR r0,[r0] //将r0其值作为地址,获取其地址指向的值

这样c中变量的值就传递到r0了


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/11672280.html

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