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BCB 以 emit 內嵌組合語言讀寫硬體 I/O 埠

編輯：關於C++

概述

Borland C++ Builder (BCB) 提供 __emit__ 關鍵字，允許在 C++ 程式碼中直接嵌入機器碼（Opcode），從而實現繞過編譯器、直達 CPU 指令層級的操作。這可用於讀寫硬體 I/O 埠（如並口、序口控制暫存器），但屬於 Ring 0 權限操作，在現代受保護模式作業系統（Windows NT/2000/XP/Vista/7/10/11）下直接執行會導致權限違規例外（Access Violation），甚至系統藍屏。僅適用於 Windows 9x/Me 或具備核心模式驅動程式協助的環境。

實作程式碼

讀取單一位元組 `inportb(port)`

unsigned char __fastcall inportb(unsigned short int port)
{
    unsigned char value;
    // 將 port 位址載入 EDX
    __emit__(0x8B, 0x95, &port);   // mov edx, [ebp+port]
    // 從 I/O 埠讀入 AL（IN AL, DX）
    __emit__(0x66, 0xEC);          // in al, dx  (0x66 為 operand-size override)
    // 將 AL 存入 value
    __emit__(0x88, 0x85, &value);  // mov [ebp+value], al
    return value;
}

寫入單一位元組 `outportb(port, value)`

void __fastcall outportb(unsigned short int port, unsigned char value)
{
    // 將 port 位址載入 EDX
    __emit__(0x8B, 0x95, &port);   // mov edx, [ebp+port]
    // 將 value 載入 AL
    __emit__(0x8A, 0x85, &value);  // mov al, [ebp+value]
    // 寫入 I/O 埠（OUT DX, AL）
    __emit__(0x66, 0xEE);          // out dx, al
}

指令解析

指令碼	組合語言	說明
8B 95 xx xx	mov edx, [ebp+offset]	將區域變數 `port` 位址載入 EDX（I/O 埠位址暫存器）
66 EC	in al, dx	從 DX 指定的埠讀 1 位元組到 AL（0x66 表示 16-bit 埠位址）
88 85 xx xx	mov [ebp+offset], al	將 AL 存回區域變數 `value`
8A 85 xx xx	mov al, [ebp+offset]	將區域變數 `value` 載入 AL
66 EE	out dx, al	將 AL 寫入 DX 指定的埠

⚠️ 重大限制與替代方案

Windows NT 核心系列（含 XP/7/10/11）禁止使用者模式程式執行 IN/OUT 指令，嘗試執行會觸發 EXCEPTION_PRIV_INSTRUCTION (0xC0000096)。
若需在現代 Windows 控制硬體，請採用下列正規管道：
- 撰寫核心模式驅動程式 (KMDF/WDM) 配合 READ_PORT_UCHAR/WRITE_PORT_UCHAR。
- 使用 CreateFile 開啟 \\.\GIVEIO、\\.\IO 等第三方驅動（如 WinIO、InpOut32）暴露的裝置介面。
- 透過標準序口/並口 API（CreateFile, DeviceIoControl）操作 COM/LPT。
- USB/PCI/PCIe 裝置請依據裝置類別撰寫對應驅動或使用 WinUSB/libusb。
本範例僅具教學與維護舊系統（DOS/Win9x）價值，嚴禁用於現代產品開發。

延伸閱讀

Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual, Volume 2: Instruction Set Reference (IN, OUT 指令編碼)
《Windows 核心程式設計》第 9 章：硬體存取與驅動開發
InpOut32 / WinIO 開源專案：提供使用者模式 I/O 埠存取封裝