基于汇编语言与C/C++语言混合编程的设计研究

山东省潍坊第一中学高68级 李明阳

基于汇编语言与C/C++语言混合编程的设计研究

山东省潍坊第一中学高68级 李明阳

计算机与人们的生活已经紧密的联系在一起，计算机功能的实现主要依靠计算机语言，通过计算机语言编制相应的程序。在涉及到大规模程序设计的时候，采用单一语言就无法发挥应有的优势，不同语言进行混合编程能够实现优势互补，对于实际问题的解决非常有效。本文就基于汇编语言与C/C++语言混合编程的设计研究作简要的阐述。

汇编语言；C++；设计研究

汇编语言的特点在于占用的空间小，运行的速度快，是面向机器的一种语言，在某些场合具有无可替代的作用。其不足之处在于较为高级的语言程序编写存在一定难度，在处理数据时这一点体现的更加明显。C++是一种高级语言，功能丰富，表达灵活，开发高效，在应用性方面要胜过汇编语言。但是在考虑到执行速度，占用空间的前提下，C++语言则不具有优势。

一、两种语言进行混合编程的约定

两种语言进行混合编程的时候主要有以下几个方面的约定。

C++与汇编语言进行编程的时候，首先要采用一致的调用协议，C++有三种调用协议。其次是入口及返回参数的确定，在C++中所有的调用都是32位的偏移地址。最后是要声明公用函数名与变量名。

C语言在调用汇编语言时标识符前要添加下划线，相互调用的时候，汇编语言中标识符要依照C++语言的习惯。

声明约定，对于需要调用的外部函数，变量都进行相应的说明，标识符是为了在其它的模块可见[1]。对于BP，DS，CS，SS，SP在使用并改变其值时候，需要进行保护。两种程序的语言在存储模式方面要相同。存储模式相同就会产生兼容的调用及返回类型。

最后一点是传递参数的确定，压入堆栈与实参数表参数的顺序是相反的。

二、混合编程的方法

两种语言进行混合编程的方式主要有两种，一种是在C++源程序中直接插入汇编语言代码，此种方式也被称之为嵌入式汇编。另一种则是在程序中调用外部语言。

对于嵌入式汇编而言，在C++源程序中需要的地方插入汇编指令，并在嵌入的汇编指令加上相应的关键字。C++中内嵌汇编语言，在VisualC++6.0操作的时候，嵌入汇编指令，需要使用到关键字。其中在asm中的组汇编指令可以有标号，C++中的语句以及汇编指令也可以跳转，跳转位置是该组汇编指令中的标号或者是指令组之外的标号。那么，除此之外，asm所带的汇编指令调用的只能是无重载的全局C++函数，并且对函数的类型有一定的要求。以C++实现相同次数的减法为例，通过对两个程序运算比较，采用嵌入式汇编的速度要比单纯的采用C++语句快，从时间上计算，前者与后者相比，能够节约百分之三十的时间。对于实用性较高的工业领域，以及存在大量计算的开发软件中，采用两种语言进行混合编程的方法可以大大提升程序运行时的速度。

C++程序调用汇编程序。采用嵌入式汇编的方法，主要适用于程序较短的情况，然而在实际的运用中，通常通过语言调用的方式来实现。在汇编语言作为C++语言的外部子程序进行调用的时候，汇编程序的开存在两个必须要执行的命令，分别是movbp,sp与pusbbp。此处的两条指令是参数传递的关键，使得bp成为指向堆栈元素的指针。在这两命令后加上相应的语句就可以实现对不同数据的分配。其中局部数据的总的大小和是以字节进行计算的，局部数据保留空间则是通过sp值的减小来实现，在汇编的时候应该恢复该空间。在对某个参数进行访问的时候，可以通过bp与参数的位移量来进行确定。在此假设返回位置的字节数为N，参数与bp之间所占的字节的总数为M，则参数的部的位移量就是两者的和再加上二。

汇编程序退出的时候，如果在一开始就保存了寄存器值，那么就应该以与入栈相反的顺序弹出。在已分配局部空间数据的前提下，应该执行相应的命令，并返回调用程序。在调用结束后，子程序通过寄器DX与AX进行返回值传递，并且当返回值的类型是简单型的时候，在字节数不超过4字节时，返回值的长度与默认的存放器的关系有一定的对应规律。

C语言程序调用汇编语言子程序[2]。为了确保调用功能的正常，汇编源程序要严格依照编译系统的要求进行段组合。被调用的汇编语言子程序有一定的格式约定。由于程序存在堆栈段是面向机器的，对于汇编子程序开头有一定的特殊要求。为确保C语言主程序在调用的过程中不至于存在问题，需要用关键字对函数做显示的说明，被调用的语言过程为外部函数。

汇编语言程序调用C语言子程序。C语言不具有汇编语言的某些方面的优势，比如汇编程序在输入过程中可以直接读取数据。该种模式下，主程序的格式与子程序格式一致，唯一存在差别的是在程序的开头位置需要加入一定的语句，同时也省略了部分堆栈操作语言。

C语嵌入汇编语言。C语言中可以直接编写汇编语言的代码，汇编语句在C语言中嵌入没有分号，在嵌入一组语言的时候，则需要用一定的符号进行处理。在该种模式下，C语言允许嵌入四种命令，分别是一般指令，串操作指令，跳转指令，分配指令。

两种程序的相互调用。混合编程要注意几个方面的问题。参数传递的原则，寄存器的正确使用，存储模式，函数与变量之间的相互调用问题，子程序的返回值。汇编语言要用到多个寄存器，C++语言也会用到一定量的寄存器，对于寄存器应该重点关注，否则可能会导致程序的失败。C++语言中，BP作为参数及自动变量区的基地址。由于编译后的文件在函数与变量前自动的添加了下划线，汇编语言在调用C++语言的时候，同样要在函数名与变量名前添加下划线，并且在汇编程序的开始部分要对调用的变量及函数进行相应说明。反之或是C++语言程序调用汇编语言程序，汇编语言应该进行说明，并且变量与函数的第一个符号为下划线。当C++语言调用汇编语言子程序时，被调用的子程序返回调用它的程序的时，返回值是通过寄存器传递的。并且视返回值的不同情况放于不同的存储器中[3]。

三、结束语

C/C++语言与汇编语言结合在一起的混合编程应用性非常的广泛，二者结合在一起，能够有效的避免单一语言的不足，并将优势进行一步发挥，不足之处在结合后也会互补。C语言与汇编语言之间可以是调用与被调用的关系，也可以相互调用的关系。二者结合的时候要注意到相关方面的问题，比如内存模式与寄存器的不同分配对程序的影响。在编程的时候，尽可能的利用各自的优势，将过程简化，以最小的努力换取最大的收获。

[1]夏娟,赵梅.汇编语言与C/C++语言的混合编程[J].苏州市职业大学学报,2012(01).

[2]周晓燕.ARM汇编语言与C/C++语言混合编程实现方法[J].电子技术与软件工程,2014(03).

[3]李飒瑛.C语言与汇编语言混合编程技术研究[J].电子技术与软件工程,2013(14).

[4]孟祥娜.汇编语言与C语言混合编程方法探讨[J].电脑编程技巧与维护,2015(06).