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C#嵌入x86汇编——一个GPIO接口的实现

羊夏菡 2025-5-29 16:15:10
开始进入工业自动化,买的工控机带有GPIO接口,可用于直接控制继电器。
从厂家拿到接口手册一看,居然是汇编直接操作端口,基本上是IN/OUT指令了。接口很简单,计算位移,读取;计算位移,写入。
这种接口,常见有四种办法,分别是四种语言实现,一是直接写ASM,不过要公开给C#做的应用程序调用,很不容易,另外三种是C/C++/Delphi嵌入汇编,倒是问题不大。
接口实在是小,不想大动干戈,所以想了别的办法。
第五种,用C++/CLI,这也是一个不错的主意。但是我甚至想省掉这个接口DLL,于是有了第六种办法:C#嵌入x86汇编。
 
C#是没办法像C/C++/Delphi那样直接嵌入x86汇编的,所以需要做点手脚。
在汇编里面,我们为了修改一个软件经常找一块空白区域来写汇编代码,然后Jmp过去执行。(不明白这一句话的可以跳过,或者去看雪论坛)
但是显然要在C#代码里面这么做很不现实,即使用C/C++编译得到obj,C#也没办法链接这个obj。(这个涉及编译的也可以跳过)
回头一想(其实不是现在想,07年就做过C#嵌入汇编),其实C#也跑在x86上,IL指令最终还是要编译成x86汇编指令的,我们应该可以这些写汇编指令,所需要的只是一块空间而已。
我们可以申请一块非托管空间嘛,于是有:
  1. // 分配内存
  2. var ptr = Marshal.AllocHGlobal(code.Length);
复制代码
有了空间,我们就可以把二进制的汇编指令给写进去啦:
  1. // 写入汇编指令
  2. Marshal.Copy(code, 0, ptr, code.Length);
复制代码
然后呢?.Net提供一个途径,让我们可以把一个内存指针转为一个委托(一直都说.Net的委托其实就是C/C++的函数指针哈):
  1. // 转为委托
  2. return (T)(Object)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(ptr, typeof(T));
复制代码
 
那么,剩下的问题,就是如何把汇编转为二进制了!
这个我们是不能像C/C++/Delphi那样直接写汇编指令的,所以得走点弯路。
我的做法是用OD随便打开一个程序,在上面直接写汇编代码,然后把汇编的十六进制复制出来,放到C#代码中。
剩下的就不多说了,直接上代码吧!
 
1.gif
2.gif
GPIO接口实现[code]using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.Runtime.InteropServices;using System.Diagnostics;using System.IO; namespace ConsoleApplication19{    class GPIO    {        #region 属性        private Int32 _Offset;        /// 选择位移        public Int32 Offset { get { return _Offset; } set { _Offset = value; } }         private Int32 _Bit;        /// 选择位        public Int32 Bit { get { return _Bit; } set { _Bit = value; } }        #endregion         #region 构造        private GPIO(Int32 offset, Int32 bit)        {            Offset = offset;            Bit = bit;        }         private GPIO(Int32 gpio)        {            Offset = gpio / 16;            Bit = gpio % 16;        }        #endregion         #region 预定义针脚        public static GPIO Pin2 = new GPIO(0, 6);        public static GPIO Pin3 = new GPIO(0, 7);        public static GPIO Pin4 = new GPIO(2, 1);        public static GPIO Pin5 = new GPIO(2, 4);        public static GPIO Pin6 = new GPIO(1, 0);        public static GPIO Pin7 = new GPIO(1, 4);        public static GPIO Pin8 = new GPIO(3, 3);        public static GPIO Pin9 = new GPIO(3, 4);         public static GPIO IO6 = new GPIO(6);        public static GPIO IO7 = new GPIO(7);        public static GPIO IO17 = new GPIO(17);        public static GPIO IO20 = new GPIO(20);        public static GPIO IO8 = new GPIO(8);        public static GPIO IO12 = new GPIO(12);        public static GPIO IO27 = new GPIO(27);        public static GPIO IO28 = new GPIO(28);        #endregion         #region 业务        /// 是否启用        public Boolean Enable { get { return Read(Offset, Bit); } set { WriteBit(Offset, Bit, value); } }         /// 是否输出        public Boolean Output { get { return Read(Offset + 4, Bit); } set { WriteBit(Offset + 4, Bit, value); } }         /// 是否设置数据位        public Boolean Data { get { return Read(Offset + 12, Bit); } set { WriteBit(Offset + 12, Bit, value); } }        #endregion         #region 读取端口        const Int16 BASEADDRESS = 0x500;         Boolean Read(Int32 offset, Int32 bit)        {            var d = ReadHandler((Int16)(BASEADDRESS + offset));            var c = (Byte)~(1
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