匯編語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言是一種功能很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，也是利用了計(jì)算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語(yǔ)言。在匯編語(yǔ)言中，用助記符(Memoni)代替操作碼，用地址符號(hào)(Symbol)或標(biāo)號(hào)(Label)代替地址碼。這樣用符號(hào)代替機(jī)器語(yǔ)言的二進(jìn)制碼，就把機(jī)器語(yǔ)言變成了匯編語(yǔ)言。

匯編語(yǔ)言比機(jī)器語(yǔ)言易于讀寫(xiě)、調(diào)試和修改，同時(shí)也具有機(jī)器語(yǔ)言執(zhí)行速度快、占用內(nèi)存空間少等優(yōu)點(diǎn)。但在編寫(xiě)復(fù)雜程序時(shí)，相對(duì)高級(jí)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)匯編語(yǔ)言代碼量較大，而且匯編語(yǔ)言依賴(lài)于具體的機(jī)型，不能通用，因此不能直接在不同處理機(jī)型之間移植。雖然其移植性不好，但效率非常高，針對(duì)計(jì)算機(jī)特定硬件而編制的匯編語(yǔ)言程序，能準(zhǔn)確地發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件的功能和特長(zhǎng)，程序精煉而質(zhì)量高，所以匯編語(yǔ)言至今仍是一種常用而強(qiáng)有力的底層開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。

匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)

匯編語(yǔ)言指令使用一些具有相應(yīng)含義的助憶符來(lái)表達(dá)的，所以，它要比機(jī)器語(yǔ)言容易掌握和運(yùn)用。但因?yàn)橐苯邮褂肅PU資源，所以相對(duì)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)它又顯得相對(duì)復(fù)雜。匯編語(yǔ)言程序歸納起來(lái)大概有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)。

　　1. 與硬件相關(guān)：匯編語(yǔ)言指令是指機(jī)器指令的一種符號(hào)表示，而不同類(lèi)型的CPU有不同的機(jī)器指令系統(tǒng)，也就有不同的匯編語(yǔ)言，所以匯編語(yǔ)言程序與機(jī)器有著密切的關(guān)系。也就是說(shuō)，不同型號(hào)的CPU之間是無(wú)法通用相同匯編代碼的，因此導(dǎo)致匯編語(yǔ)言的移植性和通用性降低，這是匯編語(yǔ)言天生的缺陷。

　　2. 保持了機(jī)器語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，具有直接和簡(jiǎn)捷的特點(diǎn)：正因?yàn)閰R編語(yǔ)言有“與機(jī)器相關(guān)性”的特性，程序員用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序時(shí)，可充分發(fā)揮自己的聰明才智，對(duì)機(jī)器內(nèi)部的各種資源進(jìn)行合理的安排，讓它們始終處于最佳的使用狀態(tài)，這樣做的最終效果就是程序的執(zhí)行代碼短，執(zhí)行速度快，所以，匯編語(yǔ)言是高效的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。另外匯編語(yǔ)言可有效地訪(fǎng)問(wèn)、控制計(jì)算機(jī)的各種硬件設(shè)備，如磁盤(pán)、存儲(chǔ)器、CPU、I/O端口等，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化。

　　3. 編寫(xiě)程序復(fù)雜：匯編語(yǔ)言是一種面向機(jī)器的語(yǔ)言，其匯編指令與機(jī)器指令基本上一一對(duì)應(yīng)，所以，匯編指令也同機(jī)器指令一樣既有功能單一、具體的特點(diǎn)。要想完成某件工作，就必須安排CPU的每步工作。另外，在編寫(xiě)匯編語(yǔ)言程序時(shí)，還要考慮具體機(jī)型的限制、匯編指令的細(xì)節(jié)和限制等。

　　4. 經(jīng)常與高級(jí)語(yǔ)言配合使用，應(yīng)用十分廣泛：在某些情況下，比如直接操作CPU執(zhí)行中斷以實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程調(diào)度、保存CPU寄存器以存儲(chǔ)/恢復(fù)線(xiàn)程狀態(tài)等，僅僅使用高級(jí)語(yǔ)言是完不成的，需要借助于匯編語(yǔ)言，但是僅使用匯編語(yǔ)言的話(huà)，大型程序恐怕需要付出比高級(jí)語(yǔ)言幾倍的工作量，有時(shí)候也是沒(méi)有必要的。因此，可以在高級(jí)語(yǔ)言里嵌入?yún)R編語(yǔ)句，讓僅僅一部分需要高效率的代碼用匯編語(yǔ)言來(lái)完成，其余的框架搭建等用高級(jí)語(yǔ)言來(lái)完成，這樣既保證了效率又降低了代碼的復(fù)雜程度。這種配合使用在大型軟件開(kāi)發(fā)里經(jīng)常遇到，應(yīng)用十分廣泛。

注：
本文的所有代碼是在我自己的VS2008中測(cè)試的，由于環(huán)境的差別，不能保證能在所有的編譯器上運(yùn)行。

1.內(nèi)嵌匯編介紹

在C++中，可以通過(guò)__asm關(guān)鍵字來(lái)嵌入?yún)R編語(yǔ)言。
例如

int main(){
  __asm{//匯編！
    mov eax,0
  }
  return 0;
}

2.匯編版本Hello, World!

我們知道，在C++中，可以使用printf函數(shù)來(lái)輸出。（如果使用cout，需要使用運(yùn)算符重載等技術(shù)，在這里反而不方便）

提示：
匯編中，調(diào)用函數(shù)的指令叫做CALL。
函數(shù)的參數(shù)是保存在棧中的。

那么我們可以開(kāi)始寫(xiě)了。首先，先看看C++正常版本的：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

const char *s1="Hello, World\n",*s2="pause";
int main(){
    printf(s1);
    system(s2);
    
    return 0;
}

為了方便，我們先把正常版本反匯編一下，結(jié)果是：

printf(s1);
00BD13CE  mov         esi,esp 
00BD13D0  mov         eax,dword ptr [s1 (0BD7038h)] 
00BD13D5  push        eax  
00BD13D6  call        dword ptr [__imp__printf (0BD82C4h)] 
00BD13DC  add         esp,4 
00BD13DF  cmp         esi,esp 
00BD13E1  call        @ILT+315(__RTC_CheckEsp) (0BD1140h) 

第一句，mov esi,esp 為了后面檢查棧是否正常用
第二句，mov eax,dword ptr[s1] 括號(hào)中的0BD7038h是地址，不要管他，意思是把地址放到eax中去
第三句，push eax 把剛才放進(jìn)eax的地址放入棧， 實(shí)際就是把參數(shù)放入棧

第四句，call dword ptr [__imp__printf]
__imp__printf是printf函數(shù)編譯后的結(jié)果，下劃線(xiàn)開(kāi)頭表示這是一個(gè)函數(shù)
我們平時(shí)寫(xiě)內(nèi)聯(lián)匯編的時(shí)候直接寫(xiě)printf即可

第五句，add esp,4
其實(shí)是手動(dòng)平棧，之前往棧里面放了4字節(jié)的s1，現(xiàn)在把esp指針也就是棧頂指針下移（棧從高地址往低地址），平棧

最后兩句不管它，就是保證esi和esp相等，因?yàn)橹笆謩?dòng)平了棧，結(jié)合第一句，這里應(yīng)該是相等的，不寫(xiě)應(yīng)該也沒(méi)事

最終的內(nèi)聯(lián)匯編應(yīng)該是這樣：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

const char *s1="Hello, World\n",*s2="pause";
int main(){
    _asm{
        mov eax,dword ptr [s1]
        push eax
        call dword ptr [printf]
        add esp,4
        mov eax,dword ptr[s2]
        push eax
        call dword ptr [system]
        add esp,4
    }
    return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果正常。

3.內(nèi)聯(lián)匯編A+B

A+B問(wèn)題，同時(shí)需要使用scanf和printf

首先注意一點(diǎn)，函數(shù)的參數(shù)在棧中是倒著存放的。（注：這個(gè)C標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定，但是匯編語(yǔ)言本身就是非常依賴(lài)環(huán)境的一個(gè)東西，所以暫且不管它）

例如

scanf("%d %d",&a,&b);

如果翻譯成匯編，應(yīng)該是這樣（下面的是偽代碼）

push &b
push &a
push "%d %d"
call scanf

然后我們就可以開(kāi)始寫(xiě)了。

scanf的部分，注意最前面兩個(gè)參數(shù)，由于放入的是地址，所以不能使用MOV指令而是要使用LEA指令

lea eax,[a]

表示把a(bǔ)的地址放入eax中。

其他部分沒(méi)有什么難度，注意最后平棧的時(shí)候，add esp到底加上多少，加上的是每個(gè)參數(shù)的大小相加。

例如scanf，每個(gè)都是4字節(jié)的地址，總共就是12字節(jié)。

完整代碼

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
const char *s1="%d%d",*s2="%d\n",*s3="pause";
int a,b;
int main(){
    _asm{
        lea eax,[b]
        push eax
        lea eax,[a]
        push eax
        mov eax,dword ptr [s1]
        push eax
        call dword ptr [scanf]
        add esp,12
        mov eax,[a]
        add eax,[b]
        push eax
        mov eax,dword ptr [s2]
        push eax
        call dword ptr [printf]
        add esp,8
        mov eax,dword ptr [s3]
        push eax
        call dword ptr [system]
        add esp,4
    }
    return 0;
}

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