語言與匯編語言混合編程技術(shù)研究

1、C語言與匯編語言混合編程技術(shù)研究【摘 要】雖然C語言可以完成許多由匯編語言完成的工作，人們說它是一種介于高級語言與低級語言之間的一種中級語言，但在實(shí)際應(yīng)用中,為了完成某種特定的功能,或需要縮短程序的運(yùn)行時(shí)間,或需要對硬件進(jìn)行直接操作,或需要利用操作系統(tǒng)的某些功能模塊,這時(shí)就會使用到匯編語言程序,即要采用C語言與匯編語言的混合編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)。匯編語言開發(fā)的程序代碼短、執(zhí)行速度快，而C語言是應(yīng)用廣泛的面向過程的開發(fā)語言。通過給出混合編程的方法、約定規(guī)則以及實(shí)現(xiàn)的具體步驟，說明了混合編程需要注意的問題，最后給出了相應(yīng)的實(shí)例。 【關(guān)鍵詞】C語言;匯編語言;混合編程;方法 1.C語言的概念 C語言是在當(dāng)今

2、軟件開發(fā)領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛的一種高級程序設(shè)計(jì)語言,具有數(shù)據(jù)類型豐富、表達(dá)能力強(qiáng)、效率高、可移植性好且使用靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。既具有高級語言程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn),又具有匯編語言的功能1。在實(shí)際應(yīng)用中,為了完成某種特定的功能、或者需要縮短程序的運(yùn)行。 在語言中，數(shù)據(jù)類型可分為：基本數(shù)據(jù)類型，構(gòu)造數(shù)據(jù)類型，指針類型，空類型四大類。 2.匯編語言的概念 匯編語言是一種符號語言，它與機(jī)器密切相關(guān)，是面向機(jī)器的語言，從而有代碼短，占用的存儲空間小，運(yùn)行速度快，直接控制硬件等優(yōu)點(diǎn)，所以它的運(yùn)行速度是高級語言所不能比擬的。但用匯編語言開發(fā)程序，編程工作量大，開發(fā)周期長，容易出錯(cuò)且不易調(diào)試。 匯編語言屬低級語言，而C語言

3、是高級語言，所謂高級語言就是更容易被人們理解的語言，其實(shí)匯編語言能實(shí)現(xiàn)的功能往往也能通過C語言來實(shí)現(xiàn)，甚至用C語言會更簡單，但是匯編語言有一個(gè)優(yōu)勢是其他任何語言所不具備的，這也是為什么匯編語言一直能在編程中占有一席之地，那就是匯編語言對硬件的直接控制，也就是說他能直接對硬件操作，可以繞過操作系統(tǒng)等等之類。雖然有的領(lǐng)域其他編程也能實(shí)現(xiàn)，但是在很多地方往往是匯編語言能更加簡單，更加完美的完成。而且學(xué)好了匯編語言你就能對cpu是怎么工作的有了清晰的認(rèn)識，所以學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的一般都會學(xué)匯編語言。 3.混合編程的一般方法 對于LF240xA的混合編程一般有3種方法：一、對C語言程序編譯后形成的匯編程序進(jìn)行

4、手工修改與優(yōu)化；二、在C語言程序中直接嵌人匯編語句；三、分別編寫C語言程序和匯編語言程序，然后獨(dú)立編譯成目標(biāo)代碼模塊，再進(jìn)行鏈接。第一種編程方式要求對匯編與C語言都極其熟悉，并且這樣的編程方式對程序的可讀性和擴(kuò)展性的負(fù)面影響比較大，一般不建議使用。第二種方法適用于語句執(zhí)行頻率非常高，并且C編程與匯編編程效率差異較大的情況，例如進(jìn)入中斷的通用中斷子程序等。第三種方式是混合編程最常用的方式之一，在這種方式下，C語言程序與匯編語言程序均可使用另一方定義的函數(shù)與變量。下面著重介紹后兩種方法。 3.1C語言程序中嵌入?yún)R編語言 C語言程序支持asm指令，所以可以利用這條指令直接將匯編語句嵌入到C語言程序中

5、。LF240xA中一些C語言無法操作的控制位，可以采用這種方式來實(shí)現(xiàn)。這種方法只需在匯編語句兩邊加上雙引號并用小括號括起來，前面再加上asm關(guān)鍵字，即“asm(“匯編語句”)；”。需要注意的是，匯編語句不能緊挨著前一個(gè)雙引號，它們之間必須用空格、Tab或標(biāo)號開頭。例如，在匯編語言中開中斷指令SETC INTM，嵌入到C語言中為“asm(“SETCINTM”)；”。這種方式雖然操作簡單，但是匯編代碼很有可能破壞原來的C語言環(huán)境，從而導(dǎo)致不可預(yù)料的結(jié)果。因此只提倡在程序開始的系統(tǒng)初始化部分少量使用，而在C語言中嵌入實(shí)現(xiàn)某一完整功能的多句匯編語言時(shí)，不提倡采用這種方式。 3.2 C語言與匯編語言程序

6、相互調(diào)用 C語言程序調(diào)用匯編函數(shù) C語言程序中調(diào)用的匯編函數(shù)，在匯編語言中其名稱以程序標(biāo)號的形式出現(xiàn)。程序標(biāo)號作為操作數(shù)用global進(jìn)行定義，在前面加下劃線“_”。匯編函數(shù)也可以利用累加器給C語言程序傳遞返回值。 LF240xA有8個(gè)輔助寄存器(AR0AR7)可供使用，在C語言環(huán)境中這些寄存器都有明確的分 匯編語言程序調(diào)用C函數(shù) 匯編語言程序中調(diào)用C函數(shù)。被調(diào)用的C函數(shù)在C語言環(huán)境中需要用extern進(jìn)行定義，在匯編程序中用ref說明為外部標(biāo)號，且函數(shù)名加“_”。在調(diào)用C函數(shù)之前應(yīng)手工編程將參數(shù)以逆序?qū)懭氘?dāng)前運(yùn)行任務(wù)所使用的任務(wù)堆棧中，壓棧之前堆棧指針可不作調(diào)整。被調(diào)用的C函數(shù)即可正常訪問調(diào)

7、用者傳遞的參數(shù)，函數(shù)調(diào)用完畢后需要調(diào)整堆棧指針，清除函數(shù)調(diào)用中參數(shù)所占用的堆?？臻g。C函數(shù)的返回值可以通過訪問累加器獲得。具體例子如下。 3.3注意事項(xiàng) 中斷的處理 LF240xA發(fā)生中斷時(shí)，程序指針(PC)就指向相應(yīng)的中斷向量，并通過中斷向量映射到相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。例如，在0004h0005h處是INT2的中斷向量，在此存儲了1條跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)至INT2的服務(wù)子程序。LF240xA的C語言有interrupt修飾符可以用來定義中斷服務(wù)子程序， 字母大小寫 在C語言環(huán)境中，對于字母大小寫的區(qū)分是很嚴(yán)格的，因此在混合編程的過程中也應(yīng)該嚴(yán)格遵守這一點(diǎn)。例如，在寫命令文件時(shí)，誤將“data”寫成

8、“daTA”，此時(shí)系統(tǒng)將無法給初始化代碼分配存儲空間，導(dǎo)致程序無法執(zhí)行。 C語言庫函數(shù)應(yīng)用 TI的C編譯器中內(nèi)置了很多函數(shù)，包含在rts2xx1ib的函數(shù)庫中。庫函數(shù)并不是C語言的一部分，它是由人們根據(jù)需要編制并提供給用戶直接使用的。每一種C編譯系統(tǒng)都提供了一批庫函數(shù)，不同的編譯系統(tǒng)所提供的庫函數(shù)的數(shù)目、函數(shù)名及函數(shù)功能是不完全相同的。要使用庫函數(shù)，只需在源文件中添加語句“#include”函數(shù)名h”，就可使用相應(yīng)的庫函數(shù)了。 4.Turbo C程序中內(nèi)嵌匯編指令行 嵌入方法?？稍贑程序中直接嵌入?yún)R編指令，它就好像C程序的語句一樣，當(dāng)C語言程序中想直接控制硬件或加快運(yùn)行速度，但可用較短的匯編程

9、序?qū)崿F(xiàn)時(shí)，可采用這種方法，它實(shí)現(xiàn)的方法是： （1）在嵌入?yún)R編指令前， 必須用關(guān)鍵字asm說明。 （2）內(nèi)嵌式匯編指令中的操作數(shù)。 （3）匯編指令操作數(shù)也可以是結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。 5.C語言與匯編語言混合編程的方法 通常地把組合兩種或兩種以上程序設(shè)計(jì)語言，通過向互調(diào)用、參數(shù)傳遞、共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)信息而形成程序的過程叫做混合編程。混合編程中的光關(guān)鍵問題是建立不同語言之間的接口，C語言和匯編語言混合編程可分為C程序內(nèi)嵌匯編指令、C程序調(diào)用匯編語言子程序和匯編語言調(diào)用C函數(shù)三種方法。 6.C語言與匯編語言混合編程的約定規(guī)則 (1)命名約定。 (2)聲明約定。 (3)寄存器使用約定。 (4)儲存模式約定。 (5)參數(shù)傳遞約定。 7.結(jié)束語 C語言與匯編語言的混合編程同時(shí)具有了兩種語言的優(yōu)點(diǎn)，彼此相當(dāng)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（下轉(zhuǎn)第25頁）（上接第32頁）方法可以發(fā)揮各自的優(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)效率大大提高，開發(fā)周期大大縮短，在工業(yè)控制和科學(xué)技算中具有很強(qiáng)的實(shí)用性。只要多實(shí)踐，多積累，可避免各種錯(cuò)誤，真正掌握C語言與匯編語言的混合編程技術(shù)。 【參考文獻(xiàn)】 翟乃強(qiáng)，隋樹林，匯編語言與C語言及Visual C+混合編程J.青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，2