浅谈C程序中调用汇编模块的方法
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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操作、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操作，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步的操作后，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弹出它们。
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, %esp; popl %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ATT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。
把汇编写在另一个文件里 在main写个原型声明 再把两个文件同时编译可不可以。
我的gcc编译器里是这样写的
汇编文件m.s
.file "stdio.h"
#hellowrold.s print "hello,world!"
.section .data
output:
.ascii "%d %d %d\0"
.section .text
.globl _fun
_fun:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
subl $16, %esp
movl 0x8(%ebp), %eax
movl %eax, 0x4(%esp)
movl 0xc(%ebp), %eax
movl %eax, 0x8(%esp)
movl 0x10(%ebp), %eax
movl %eax, 0xc(%esp)
movl $output, %eax
movl %eax, (%esp)
call _printf
movl %ebp, %esp
popl %ebp
ret
.end
主函数前的原型声明 extern int fun(int i, int j, int k);
1。对于“汇编调用”：
我知道你要调用func，而不是它本身，但如果这个函数比较复杂时是必须用逆向先分析func这个函数，然后再确定参数列表和返回值的……
2。对于你的内联汇编的代码：
这里到底要不要用add %3, %%rsp;还是一个问题，因为要看函数使用的是什么调用标准，有标准C的，VB的，Pascal的，包括fastcall，stdcall，cdecl等……
3。对于“知道函数参数的起始地址和长度”：
这个的话，除了参数中有字符数组和直接结构体什么的，所有的基本变量基本都是每8字节（64位）一个，并且Intel一般都用bigendian的，也就是说，在内存中 01 02 03 04 05 06 07 08 读入寄存器后会变为: 0x0807060504030201
所以说对于简单的函数，用8字节一个参数来做就好了……
而对于有字符数组什么的就必须用逆向分析了……
这个……只能进行逆向分析了……
反正你知道了函数的地址和长度……
就是你把编译为机器码的程序用反编译工具翻译成汇编，然后分析一下就好了，C语言的汇编还是比较简单……
比如这个函数：
int func(int a, int* b) {
// float要用到CPU的FPU，指令记不得，要查下
// 为了简单就改为int*
printf("a = %d, b = %d\n", a, *b);
return a;
}
编译成机器码后，反编译，如果不加优化，一般都会这样：
(假设函数入口地址为0400000h)
sub_0400000:
push rbp
mov rbp,rsp ; C函数参数度取使用堆栈式
; 参数在内存中这样： |...| a | b | ... |
; 由于是64位，故8字节对齐
mov rax,[rbp+8] ; rax = *(rbp+8) // 这里就是 rax = a
push rsi
mov rsi,[rbp+16] ; rsi = *(rbp+16) // rsi = b
; 调用C函数都是这样堆栈式，最后一个参数最先入栈
push [rsi]
push rax
push "a = %d, b = %d\n" ; 这里是便于理解，实际上是push这个字符串常量的指针
call printf ; printf("a = %d, b = %d\n",rax,*rsi)
add rsp,24 ; 平衡堆栈，用了3个参数，要还原3*8=24字节，但根据函数类型的不同去平衡，像调用VB的函数就不需要平衡堆栈……
; 还原数据
mov rsp,rbp
pop rsi
pop rbp
; 一般返回数据都用rax装载
mov rax,[rbp+8] ;rax=a
ret ; return rax
想调用未知参数列表的函数就是把以上过程倒过来，看着汇编把C的代码写出来……
破解注册码什么也是这样玩的……
实际上你可以直接用反编译的软件，比如IDA，直接自动分析，它反编译的虽然是汇编，但参数列表还是大部分都显示的……
但是，当编译器加优化大部分情况就必须自己分析了，因为：
int func(int a, int* b) {
printf("a = %d, b = %d\n", a, *b);
return a;
}
在优化情况下可能为(直接用寄存器传递数据)：
sub_040000:
push rdx
mov rdx,rax
push rax
push rbx
push "a = %d, b = %d\n"
call printf
mov rax,rdx
pop rdx
ret
其实像看雪学院有不少这方面的教程……
1、 参数传递
二、汇编程序、C程序相互调用举例
1、 C程序调用汇编程序
汇编程序的设计要遵守ATPCS(ARM—Thumb Procedure Call Standard),保证程序调用时参数的正确传递。在汇编程序中使用EXPORT 伪操作声明本程序，使得本程序可以被别的程序调用。在C程序使用extern声明该汇编程序。
下面是一个C程序调用汇编程序的例子。其中汇编程序strcopy实现字符串复制功能，C程序调用strcopy完成字符串复制的工作。
一、 参数传递的基本规则（ATPCS(ARM—Thumb Procedure Call Standard)）
1、 参数传递
二、汇编程序、C程序相互调用举例
1、 C程序调用汇编程序
汇编程序的设计要遵守ATPCS(ARM—Thumb Procedure Call Standard),保证程序调用时参数的正确传递。在汇编程序中使用EXPORT 伪操作声明本程序，使得本程序可以被别的程序调用。在C程序使用extern声明该汇编程序。
下面是一个C程序调用汇编程序的例子。其中汇编程序strcopy实现字符串复制功能，C程序调用strcopy完成字符串复制的工作。
//C程序
#include stdio.h
extern void strcopy(char *d, const char *s);
int main( )
{
const char *srcstr=”First string-source”;
char dststr[ ]=”Second string-destination”;
printf(“Before copying:\n”);
printf(“%s\n %s\n”, srcstr,dststr);
strcopy(dststr,srcstr);
printf(“After copying:\n”);
printf(“%s\n %s\n “,srcstr,dststr);
while(1) ;
}
;汇编程序
AREA Scopy, CODE, READONLY
EXPORT strcopy
Strcopy
LDRB R2, [R1], #1
STRB R2, [R0], #1
CMPR2,#0
BNE Strcopy
MOV PC, LR
END
2、 汇编程序调用C程序
汇编程序的设计要遵守ATPCS,保证程序调用时参数的正确传递。在汇编程序中使用IMPORT伪操作声明将要调用的C程序。下面是一个汇编程序调用C程序的例子。其中在汇编程序中设置好各参数的值。本例中有6个参数，分别使用寄存器R0存放第1个参数,
R1存放第2个参数, R2存放第3个参数, R3存放第4个参数, 第5个、第6个参数利用数据栈传送。由于利用数据栈传递参数，在程序调用结束后要调整数据栈指针。
//C程序g( )返回6个参数的和
int g( int a, int b, int c, int d, int e, int f )
{
printf(“e=%d\n”, e);
printf(“f=%d\n”, f);
return (a+b+c+d+e+f);
}
; 汇编程序调用C程序 g( ) 计算6个整数 i, 2*i, 3*i, 4*i, 5*i, 6*i的和
EXPORT f
AREA f ,CODE, READONLY
IMPORT g
MOV R0, #1
ADD R1, R0, R0
ADD R2, R1, R0
ADD R3, R2, R0
ADD R4, R3, R0
ADD R5, R4, R0
STR R4, [SP, #-4]!
STR R5, [SP, #-4]!
BL g
ADD SP, SP, #4
ADD SP, SP, #4
STOP B STOP
END
你是指内联汇编吧？比如下面这个例子：
#include stdio.h
int func(int a, int b)
{
return a - b;
}
int main()
{
//计算 12-5
int a = 12, b = 5; //给定两个数
int res; //用来记录结果
__asm{ //内联汇编
push b; //b压栈
push a; //a压栈，注意C中函数接受参数的时候入栈是反着的
call func; //调用函数func, 返回值保存在eax里
mov res, eax; //将eax里的值赋给res
}
printf("%d\n", res); //输出结果，得到7
return 0;
}
