匯編語言與C語言混合編程的接口技術

金微

摘 要：隨著網絡與通信技術的發展，正在涌現出大量新的嵌入式系統，通常情況用C或者C++完成大部分的編程任務，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，在當前程序開發領域提供了新的途徑。

關鍵詞：匯編程序；C語言；編排技術

1 引言

在平常編寫程序時，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，表達能力強，使用靈活，具有強大的庫函數，更重要的是高級語言與機器無關，可移殖性較好，這樣使程序開發周期比較短，省時省力。為了提高程序運行速度，或直接訪問硬件，用匯編語言編程可以提高程序的運行效率。為了既能縮短程序開發周期，又能保證程序的執行效率，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點結合起來，所以成為目前單片機開發最流行的編程方法?；旌暇幊痰年P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；另一種方法是獨立編程，分別產生各自的目標文件，然后經過連接，形成一個完整的程序。

2 匯編語言和C語言程序的變量相互調用

在一個工程中，一般都會由多個匯編文件和多個C/C++程序文件有機組成。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相互調用的問題。內嵌匯編不用單獨編輯匯編語言文件，比較簡潔，但是有諸多限制，當匯編的代碼較多時一般放在單獨的匯編文件中。這時就需要在匯編和C之間進行一些數據的傳遞，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存地址；④根據該數據的類型使用相應的LDR或STR指令讀取或設置該變量的值。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，使用LDRSB/LDRSH。

在匯編的源程序中調用C語言風格的字符串需要使用IMPORT偽操作。IMPORT相當于C語言中的extern關鍵字，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]指示編譯器如果發現symbol在所有的源文件中都沒有找到，那么它也不會產生任何的錯誤信息。

2.2 C程序中訪問匯編程序變量

在匯編程序中聲明的數據可以被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號，可以被其他文件應用；C/C++程序中定義相應數據類型的指針變量；對該指針變量賦值為匯編程序中的全局標號，利用該指針訪問匯編程序中的數據。

3 匯編語言和C語言程序相互調用

3.1 在C程序中調用匯編函數

在C程序中調用匯編函數一般情況下，在C中要調用一個匯編編寫的函數，需要首先在C語言中聲明此函數的函數原型，同時C語言希望所有的外部標號均以下劃線/_0開頭，如果匯編模塊中定義的函數及變量準備供C調用，應以下劃線開頭。如若有函數F_Sub，要定義為供C調用的函數，在匯編程序中應定義為PUBLIC _F_Sub。因為C語言區別對待大小寫字母，所以在編寫準備與C模塊相連接的匯編模塊時，應該注意符號名的大小寫，以便保持一致。以下是在C中調用匯編程序的實例：

//C語言主函數main（）

void F_Sub（void）； //聲明要調用的函數的函數原型，此函數無參數傳遞

intmain（void）{

while（1）

F_Sub（）； //調用匯編函數

return 0；

}

//匯編子函數F_Sub（）

.CODE

. PUBLIC _F_Sub

_F_Sub：

NOP

RETF

以上程序在IDE集成開發環境下編譯連接后即可運行。

3.2 在匯編程序中調用C函數

在匯編函數中要調用C語言的子函數，應該根據C函數原型所要求的參數類型，分別把參數壓入堆棧后，再調用C函數。調用結束后還須再進行彈棧，以恢復調用C函數前的堆棧指針。以下是匯編調用C函數的。

例如下面的程序，利用函數調用形式輸出字符串″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程序中使用關鍵字″extern″對函數作顯式說明；②對不同的存儲模式要選用不同的匯編語言格式。當C程序為微型、小型、緊湊型模式時，匯編用近過程；當C程序為中型、大型、巨型模式時，匯編用遠過程；③匯編程序取C的參數。遠過程返回地址占四個字節，BP壓入占二字節，所以第一個參數在BP+6所指向的單元，而近過程第一個參數在BP+4所指向的單元；④匯編程序中寄存器的保護。TurboC允許子過程使用SI 和DI存放局部變量，當寄存器變量多于兩個時，多余部分會自動轉到堆棧中存儲。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語言的數據類型都有一個標準的返回位置，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，且返回數據必須放置在RET指令之前。匯編子程序要定義為遠過程，并用public偽指令把過程名定義為公共。

4 結束語

本文研究了匯編語言與C語言混合編程的編程問題，重點對編程時C語言與匯編語言和C語言變量與程序的相互調用問題進行了分析，并給出了實例。當采用兩種或兩種以上的編程語言組合編程，彼此相互調用，進行參數傳遞，是一種有效的程序設計方法。這種方法可以發揮各種語言的優勢和特點，充分利用現有的多種實用程序、庫程序等，使軟件的開發周期大大縮短，是當前程序接口技術的一個重要研究和應用領域。

[參考文獻]

[1]沈美明，溫冬嬋.IBM-PC匯編語言程序設計[M].北京：清華大學出版社， 2001.

[2]周學毛.匯編語言程序設計[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]張永，黃建宇，劉治生.C語言與匯編語言混合編程的研究與實現[J].計算機與數字工程，2006.