C语言中调用汇编语言详解

C语言和汇编语言是近年来广泛应用于硬件控制、系统底层控制、嵌入式系统等方面的编程语言，由于汇编语言能够直接访问和控制硬件资源，所以在需要对硬件进行底层控制时，常常需要用到汇编语言编写的程序。作为高级语言代表的C语言，也能够和汇编语言进行良好的协同工作。下面将讲解如何在C语言中调用汇编语言。

1.编写汇编程序

在C语言程序中调用汇编语言程序，首先需要编写一个汇编程序，该程序能够实现所需的功能。如下是一个简单的求和程序。它接收两个int类型的参数并返回它们的和。

section .text
global add
add:
    mov eax, [esp+4]      
    add eax, [esp+8]      
    ret

上述代码中，我们使用了mov指令和add指令实现了整数加法操作。

编写完成后，我们需要使用汇编语言编译器将其编译成目标文件。以Linux系统为例，可使用以下命令进行编译：

nasm -f elf sum.asm

2.在C语言程序中调用汇编函数

在C语言程序中调用汇编语言编写的函数，需要遵循以下步骤。

2.1 定义汇编函数原型

在C语言程序中，需要先定义汇编函数的原型，以便编译器能够识别。在C语言中，有两种方式定义汇编函数的原型：

• 使用extern关键字：

extern int add(int a, int b);

• 使用__asm__函数指令：

int add(int a, int b)
{
    int result;
    __asm__ (
        "movl %1, %%eax;\n"
        "addl %2, %%eax;\n"
        "movl %%eax, %0;\n"
        : "=m"(result)
        : "m"(a), "m"(b)
        : "%eax"
    );
    return result;
}

2.2 在C语言程序中调用汇编函数

使用定义好的原型在C语言程序中调用汇编函数：

int main()
{
    int a = 3, b = 4;
    int sum = add(a, b);
    printf("%d + %d = %d\n", a, b, sum);
    return 0;
}

以上代码会输出：3 + 4 = 7。

3.实践示例

下面给出一个实用的示例程序，该程序实现了在x86-64架构下获取CPU当前的时间戳计数器（TSC）的值。该示例程序需要调用汇编语言的程序和C语言的程序进行配合实现。具体步骤如下：

3.1 汇编代码

以下是一个用汇编语言编写的获取时间戳计数器（TSC）的值的代码：

section .data
section .text
global get_tsc
get_tsc:
    rdtsc
    ret

该代码使用了rdtsc指令读取时间戳计数器（TSC）的值，然后使用ret指令返回这个值。

3.2 C语言代码

以下是一个用C语言编写的获取TSC值的代码：

#include <stdio.h>

extern uint64_t get_tsc();

int main() {
    uint64_t tsc = get_tsc();
    printf("TSC count: %llu", tsc);
    return 0;
}

该代码中包含了extern uint64_t get_tsc()原型，用于告诉编译器该函数为外部函数，需要从其他地方加载。然后使用uint64_t tsc = get_tsc()调用该函数获取时间戳计数器的值。

3.3 编译并运行代码

最后，我们需要将汇编代码和C语言代码编译成目标文件，并将目标文件进行连接。在Linux系统下，编译链接命令如下：

nasm -f elf64 get_tsc.asm -o get_tsc.o
gcc -c main.c -o main.o
gcc main.o get_tsc.o -o main

编译连接完成后，运行main可执行文件即可得到TSC计数器的值。