Язык программирования ассемблер синтаксис
Язык программирования ассемблер синтаксис
4.1. Назначение языков ассемблера.
Ассемблер (от англ. assemble — собирать) — компилятор с языка ассемблера в команды машинного языка.
Сейчас разработка программ на ассемблере применяется в основном в программировании небольших микропроцессорных систем (микроконтроллеров), как правило, встраиваемых в какое-либо оборудование. Очень редко возникает потребность использования ассемблера в разрабатываемых программах в тех случаях, когда необходимо, например, получить наивысшую скорость выполнения определенного участка программы, выполнить операцию, которую невозможно реализовать средствами языков высокого уровня, либо уместить программу в память ограниченного объема (типичное требование для загрузчиков операционной системы).
Под каждую архитектуру процессора и под каждую ОС или семейство ОС существует свой ассемблер. Есть также так называемые кроссассемблеры, позволяющие на машинах с одной архитектурой (или в среде одной ОС) ассемблировать программы для другой целевой архитектуры или другой ОС и получать исполняемый код в формате, пригодном к исполнению на целевой архитектуре или в среде целевой ОС.
Язык ассемблера — тип языка программирования низкого уровня. Команды языка ассемблера один в один соответствуют командам процессора и представляют собой удобную символьную форму записи (мнемокод) команд и аргументов. Язык ассемблера обеспечивает связывание частей программы и данных через метки, выполняемое при ассемблировании (для каждой метки высчитывается адрес, после чего каждое вхождение метки заменяется на этот адрес).
Каждая модель процессора имеет свой набор команд и соответствующий ему язык (или диалект) ассемблера.
Обычно программы или участки кода пишутся на языке ассемблера в случаях, когда разработчику критически важно оптимизировать такие параметры, как быстродействие (например, при создании драйверов) и размер кода (загрузочные секторы, программное обеспечение для микроконтроллеров и процессоров с ограниченными ресурсами, вирусы, навесные защиты).
Связывание ассемблерного кода с другими языками. Большинство современных компиляторов позволяют комбинировать в одной программе код, написанный на разных языках программирования. Это дает возможность быстро писать сложные программы, используя высокоуровневый язык, не теряя быстродействия в критических ко времени задачах, применяя для них части, написанные на языке ассемблера. Комбинирование достигается несколькими приемами:
1. Вставка фрагментов на языке ассемблера в текст программы (специальными директивами языка) или написание процедур на языке ассемблера. Способ хороший для несложных преобразований данных, но полноценного ассемблерного кода с данными и подпрограммами, включая подпрограммы с множеством входов и выходов, не поддерживаемых высокоуровневыми языками, с помощью него сделать нельзя.
2. Модульная компиляция. Большинство современных компиляторов работают в два этапа. На первом этапе каждый файл программы компилируется в объектный модуль. А на втором объектные модули линкуются (связываются) в готовую программу. Прелесть модульной компиляции состоит в том, что каждый объектный модуль будущей программы может быть полноценно написан на своем языке программирования и скомпилирован своим компилятором (ассемблером).
Достоинства языков ассемблера.
1. Максимально оптимальное использование средств процессора, использование меньшего количества команд и обращений в память и, как следствие, большая скорость и меньший размер программы.
2. Использование расширенных наборов инструкций процессора (MMX, SSE, SSE2, SSE3).
3. Доступ к портам ввода-вывода и особым регистрам процессора (в большинстве ОС эта возможность доступна только на уровне модулей ядра и драйверов)
4. Возможность использования самомодифицирующегося (в том числе перемещаемого) кода (под многими платформами она недоступна, так как запись в страницы кода запрещена, в том числе и аппаратно, однако в большинстве общедоступных систем из-за их врожденных недостатков имеется возможность исполнения кода, содержащегося в сегменте (секции) данных, куда запись разрешена).
5. Максимальная адаптация для нужной платформы.
Однако следует отметить, что последние технологии безопасности, внедряемые в операционные системы и компиляторы, не позволяют делать самомодифицирующего кода, так как исключают одновременную возможность исполнения программы и запись в одном и том же участке памяти (технология W^X).
Недостатки языков ассемблера.
1. Большие объемы кода, большое число дополнительных мелких задач, меньшее количество доступных для использования библиотек по сравнению с языками высокого уровня.
2. Трудоемкость чтения и поиска ошибок (хотя здесь многое зависит от комментариев и стиля программирования).
3. Часто компилятор языка высокого уровня, благодаря современным алгоритмам оптимизации, даёт более эффективную программу (по соотношению качество/время разработки).
4. Непереносимость на другие платформы (кроме совместимых).
5. Ассемблер более сложен для совместных проектов.
4.2. Синтаксис ассемблера.
Синтаксис общих элементов языка. В отличие от языков программирования высокого уровня, где основным элементом языка является оператор, синтаксически программа на ассемблере состоит из последовательности строк. Строка – основная единица ассемблерной программы.
Синтаксис строки имеет следующий общий вид:
4.3. Ассемблерные вставки в языках высокого уровня.
Языки высокого уровня поддерживают возможность вставки ассемблерного кода. Последовательность команд Ассемблера в С-программе размещается в asm-блоке:
Ассемблер. Базовый синтаксис
Программы на ассемблере могут быть разделены на три секции:
Секции ассемблера
Секция data используется для объявления инициализированных данных или констант. Данные в этой секции НЕ могут быть изменены во время выполнения программы. Вы можете хранить константные значения и названия файлов в этой секции. Синтаксис объявления:
Секция bss используется для объявления переменных. Синтаксис объявления:
Комментарии
Комментарии в ассемблере должны начинаться с точки с запятой ( ; ). Они могут содержать любой печатный символ, включая пробел. Комментарий может находиться как на отдельной строке:
Так и на строке со стейтментом:
Стейтменты
В ассемблере есть три вида стейтментов:
Выполняемые инструкции (или просто «инструкции») — сообщают процессору, что нужно делать. Каждая инструкция хранит в себе код операции (или «опкод») и генерирует одну инструкцию на машинном языке.
Директивы ассемблера — сообщают программе об аспектах компиляции. Они не генерируют инструкции на машинном языке.
Макросы — являются простым механизмом вставки кода.
В ассемблере на одну строку приходится один стейтмент, который должен соответствовать следующему формату:
Базовая инструкция состоит из названия инструкции ( mnemonic ) и операндов (они же «параметры»). Вот примеры типичных стейтментов ассемблера:
Первая программа
Следующая программа на языке ассемблера выведет строку Hello, world! на экран:
Результат выполнения программы:
Сборка программ
Убедитесь, что у вас установлен NASM. Запишите вашу программу в текстовом редакторе и сохраните её как hello.asm. Затем:
убедитесь, что вы находитесь в той же директории, в которой вы сохранили hello.asm;
если не было ошибок, то создастся объектный файл вашей программы под названием hello.o;
Если у вас нет возможности скомпилировать программу, например, у вас нет Linux и вы пока не хотите на него переходить, то можете использовать одну из следующих онлайн-IDE:
Примечание: Запоминать две вышеприведенные команды для сборки программы на ассемблере для некоторых может быть несколько затруднительно, поэтому вы можете написать скрипт для сборки программ на ассемблере. Для этого создайте файл под названием Makefile со следующим содержимым:
Руководство по ассемблеру x86 для начинающих
В наше время редко возникает необходимость писать на чистом ассемблере, но я определённо рекомендую это всем, кто интересуется программированием. Вы увидите вещи под иным углом, а навыки пригодятся при отладке кода на других языках.
В этой статье мы напишем с нуля калькулятор обратной польской записи (RPN) на чистом ассемблере x86. Когда закончим, то сможем использовать его так:
Весь код для статьи здесь. Он обильно закомментирован и может служить учебным материалом для тех, кто уже знает ассемблер.
Начнём с написания базовой программы Hello world! для проверки настроек среды. Затем перейдём к системным вызовам, стеку вызовов, стековым кадрам и соглашению о вызовах x86. Потом для практики напишем некоторые базовые функции на ассемблере x86 — и начнём писать калькулятор RPN.
Предполагается, что у читателя есть некоторый опыт программирования на C и базовые знания компьютерной архитектуры (например, что такое регистр процессора). Поскольку мы будем использовать Linux, вы также должны уметь использовать командную строку Linux.
Настройка среды
Как уже сказано, мы используем Linux (64- или 32-битный). Приведённый код не работает в Windows или Mac OS X.
Я бы также рекомендовал держать под рукой таблицу ASCII.
Hello, world!
Для проверки среды сохраните следующий код в файле calc.asm :
Комментарии объясняют общую структуру. Список регистров и общих инструкций можете изучить в «Руководстве по ассемблеру x86 университета Вирджинии». При дальнейшем обсуждении системных вызовов это тем более понадобится.
Следующие команды собирают файл ассемблера в объектный файл, а затем компонует исполняемый файл:
После запуска вы должны увидеть:
Makefile
Затем вместо вышеприведённых инструкций просто запускаем make.
Системные вызовы
Системные вызовы Linux указывают ОС выполнить для нас какие-то действия. В этой статье мы используем только два системных вызова: write() для записи строки в файл или поток (в нашем случае это стандартное устройство вывода и стандартная ошибка) и exit() для выхода из программы:
eax | ebx | ecx | edx |
---|---|---|---|
Номер системного вызова | arg1 | arg2 | arg3 |
Стек вызовов
Стек вызовов — структура данных, в которой хранится информация о каждом обращении к функции. У каждого вызова собственный раздел в стеке — «фрейм». Он хранит некоторую информацию о текущем вызове: локальные переменные этой функции и адрес возврата (куда программа должна перейти после выполнения функции).
Сразу отмечу одну неочевидную вещь: стек увеличивается вниз по памяти. Когда вы добавляете что-то на верх стека, оно вставляется по адресу памяти ниже, чем предыдущий элемент. Другими словами, по мере роста стека адрес памяти в верхней части стека уменьшается. Чтобы избежать путаницы, я буду всё время напоминать об этом факте.
Соглашение о вызовах для архитектуры x86
В х86 нет встроенного понятия функции как в высокоуровневых языках. Инструкция call — это по сути просто jmp ( goto ) в другой адрес памяти. Чтобы использовать подпрограммы как функции в других языках (которые могут принимать аргументы и возвращать данные обратно), нужно следовать соглашению о вызовах (существует много конвенций, но мы используем CDECL, самое популярное соглашение для x86 среди компиляторов С и программистов на ассемблере). Это также гарантирует, что регистры подпрограммы не перепутаются при вызове другой функции.
Правила вызывающей стороны
Перед вызовом функции вызывающая сторона должна:
Правила вызываемой подпрограммы
Перед вызовом подпрограмма должна:
Стек вызовов после шага 2:
Стек вызовов после шага 4:
На последней диаграмме также можно заметить, что локальные переменные функции всегда начинается на 4 байта выше ebp с адреса ebp-4 (здесь вычитание, потому что мы двигаемся вверх по стеку), а аргументы функции всегда начинается на 8 байт ниже ebp с адреса ebp+8 (сложение, потому что мы двигаемся вниз по стеку). Если следовать правилам из этой конвенции, так будет c переменными и аргументами любой функции.
Когда функция выполнена и вы хотите вернуться, нужно сначала установить eax на возвращаемое значение функции, если это необходимо. Кроме того, нужно:
Вход и выход
Написание некоторых основных функций
Здесь понадобится ещё одна функция _strlen для подсчёта длины строки. На C она может выглядеть так:
Другими словами, с самого начала строки мы добавляем 1 к возвращаемым значением для каждого символа, кроме нуля. Как только замечен нулевой символ, возвращаем накопленное в цикле значение. В ассемблере это тоже довольно просто: можно использовать как базу ранее написанную функцию _subtract :
И посмотрим плоды нашей тяжёлой работы, используя эту функцию в полной программе “Hello, world!”.
Хотите верьте, хотите нет, но мы рассмотрели все основные темы, которые нужны для написания базовых программ на ассемблере x86! Теперь у нас есть весь вводный материал и теория, так что полностью сосредоточимся на коде и применим полученные знания для написания нашего калькулятора RPN. Функции будут намного длиннее и даже станут использовать некоторые локальные переменные. Если хотите сразу увидеть готовую программу, вот она.
Создание стека
Теперь можно реализовать функции _push и _pop :
Вывод чисел
На C программа будет выглядеть примерно так:
Теперь вы понимаете, зачем нам эти три функции. Давайте реализуем это на ассемблере:
Теперь у нас есть все необходимые функции, осталось реализовать основную логику в _start — и на этом всё!
Вычисление обратной польской записи
Как мы уже говорили, обратная польская запись вычисляется с помощью стека. При чтении число заносится на стек, а при чтении оператор применяется к двум объектам наверху стека.
Например, если мы хотим вычислить 84/3+6* (это выражение также можно записать в виде 6384/+* ), процесс выглядит следующим образом:
Шаг | Символ | Стек перед | Стек после |
---|---|---|---|
1 | 8 | [] | [8] |
2 | 4 | [8] | [8, 4] |
3 | / | [8, 4] | [2] |
4 | 3 | [2] | [2, 3] |
5 | + | [2, 3] | [5] |
6 | 6 | [5] | [5, 6] |
7 | * | [5, 6] | [30] |
Если на входе допустимое постфиксное выражение, то в конце вычислений на стеке остаётся лишь один элемент — это и есть ответ, результат вычислений. В нашем случае число равно 30.
В ассемблере нужно реализовать нечто вроде такого кода на C:
Теперь у нас имеются все функции, необходимые для реализации этого, давайте начнём.
И мы закончили! Удивите всех своих друзей, если они у вас есть. Надеюсь, теперь вы с большей теплотой отнесётесь к языкам высокого уровня, особенно если вспомнить, что многие старые программы писали полностью или почти полностью на ассемблере, например, оригинальный RollerCoaster Tycoon!
Весь код здесь. Спасибо за чтение! Могу продолжить, если вам интересно.
Дальнейшие действия
Можете попрактиковаться, реализовав несколько дополнительных функций:
Язык программирования Ассемблер
Среди низкоуровневых языков программирования особое место занимает язык программирования Ассемблер. Он является идеальным вариантом для тех, кто желает заниматься программированием с самого начала.
Несмотря на то, что он принадлежит к категории низкоуровневых, он предназначен для компьютеров и прочих устройств, которые предназначены для особой архитектуры ПК. Конвертация этого языка осуществляется в машинные исполняемый код посредством применения специального программного обеспечения.
Основы синтаксиса ассемблера
Если рассматривать общепринятые основы синтаксиса, которые используются для всех языков программирования, то для ассемблера их не существует. Но несмотря на это, тот, кто занимается программированием на этом языке, придерживается определенных общепринятых подходов. Среди таких стандартов стоит обратить внимание на AT&T-синтаксис и Intel-синтаксис.
Для каждого из этих стандартов применяется единый формат для записи, который выглядит следующим образом:
Здесь конкретно в качестве ассемблерной команды выступает опкод, который является мнемоникой инструкции к конкретному процессору. Здесь могут встречаться специальные префиксы, среди которых часто встречаются изменения в виде адресации и повторения.
Что же касается наименований регистров, констант, адресов, находящихся в оперативной памяти ПК, то они выступают в качестве операндов. Но при этом стоит обратить внимание на то, что между стандартами синтаксиса есть и отличие, которое в основном заключаются в порядке, в котором перечисляются между собой операнды в процессе такой процедуры, как адресация. Команды, которые применяются, в основном являются одинаковыми для всех процессоров, которые принадлежат к одной архитектуре.
Директивы ассемблера
Помимо того, что в языке программирования ассемблер используются команды, здесь также есть возможность в применении специальных директив. Они также представляют собой команды, но только те, которые в последующем не реально будет перевести в специальные машинные коды. Управлять ими можно только посредством специальной программы компилятора.
Что же касается их набора и непосредственного самого синтаксиса, то он будет существенно отличаться. Это будет зависеть от того, какому компилятору будет отдано предпочтение, а не от аппаратной составляющей.
Среди основного набора директив стоит обратить внимание на следующие:
Преимущества и недостатки языка ассемблер
Среди преимуществ языка программирования ассемблер стоит обратить внимание на следующие:
Если же смотреть на недостатки, то они есть, хоть и в небольшом количестве. К ним стоит отнести следующие:
Ассемблер: регистры
Язык программирования ассемблер работает с регистрами, среди которых стоит выделить следующие:
Регистр общего назначения – сюда входит 8 регистров, в каждом из которых происходит процесс хранения не более 4 байтов информации. В последующем такой регистра можно условно поделить на 4 или же 2 части, что дает возможность в дальнейшем осуществлять работу с различными ячейками;
Регистр указателя команд – в регистре представленного образца происходит процесс хранения только адреса той команды, которая в последующем должна быть выполнена процессором. В ручном режиме этот регистр не подлежит изменению, но за счет применения всевозможных процедур и команд перехода можно осуществить на него влияние;
Регистр флагов – под таким понятием, как «флаг», стоит понимать определенное свойство, которым наделен процессор. В том случае, если будет применяться так называемый флаг переполнения, это будет указывать на то, что процессор будет в последующем наделен таким числом, которое в нужную ячейку памяти не сможет поместиться. Он будет вкладывать в эту ячейку только то, что будет помещаться.
В других же случаях программист, который занимается процессом написания программы, будет получать уведомление о том, что что-то происходит не так, как должно быть. Что же касается количества флагов, то их может быть достаточно много. Одни из них будут использоваться для анализа, а другие будут влиять на осуществляемые процедуры, связанные с вычислениями. Их можно менять собственноручно или же оставлять неизменными;
Регистры сегментного типа – такие регистры применяются только для того, чтобы у программиста появилась возможность осуществлять работу с отдельными элементами оперативной памяти и получать свободный доступ к любой ячейке, которая необходима.
Ныне объем таких ячеек составляет порядка 32 бит и именно это дает возможность получить полный доступ к оперативной памяти с объемом в 4 Гб. Для тех приложений и программ, которые создаются посредством применения языка программирования Ассемблер, этого вполне чем достаточно.
Поэтому, рассматривая все то, с чем осуществляет свою деятельность язык программирования Ассемблер, особое место принадлежит переменным, командам процессора и регистрам.
Ассемблер: макросы
Для того, чтобы обеспечить качественное модульное программирование в Ассамблере, используются специальные макросы. Макрос представляет собой особую последовательность инструкций, которые имеют имя. При этом применяться макросы могут в любом месте, несмотря на то, где они находятся. Для того, чтобы осуществить процесс определения макросов, применяется следующий синтаксис:
В том случае, если есть необходимость в том, чтобы вызвать макрос, нужно вместе с конкретными параметрами, которые необходимы, применять специальное имя макроса, которым он наделен. Если же есть необходимость в том, чтобы осуществлять процесс использования определенной инструкции большое количество раз подряд, в данном случае в такие инструкции можно внедрить специальный макрос, который в последующем будет применяться вместо стандартной процедуры написания инструкций.
Если привести пример, то здесь стоит обратить внимание на вариант, когда есть необходимость в реализации постоянного процесса выведения на экран специальных строк символов. Для того, чтобы реализовать этот процесс, в дальнейшем может быть применена следующая последовательность инструкций:
В данном случае, когда будет возникать необходимость в том, чтобы выводить определенные строки на экран, эти регистры в дальнейшем должны быть сохранены в специальном стеке. Здесь вполне целесообразно будет применять одновременно несколько макросов: для восстановления данных и для их хранения.
Ассемблер: рекурсия
Среди процедур, которые способны вызывать сами себя, особое место занимает рекурсия. Среди тех вариантов рекурсии, которые применяются в языке программирования Ассемблер, особое место занимают следующие:
В том случае, если будет происходить процесс применения прямой рекурсии, то она способна вызывать сама себя. Если же во внимание брать рекурсию косвенного типа, то в ней появление первой процедуры автоматически вызывает возникновение второй процедуры. При этом вторая процедура будет наоборот осуществлять вызов первой, так как они взаимосвязаны между собой.
Наблюдается такая процедура, как рекурсия, при необходимости в выполнении сложных математических операций. Например, сюда можно отнести такой математический процесс, как процедура вычисления факториала числа. В данном случае рекурсивный алгоритм должен в обязательном порядке иметь окончание. Если же рассматривать процесс вычисления факториала числа, то здесь конечным этапом будет тот момент, когда n = 0.
Ассемблер: процедуры
В языке программирования Ассемблер особое место занимают подпрограммы и специальные процедуры. Связано это с тем, что огромное количество программ, которые написаны на этом языке, являются достаточно объемными.
Идентификация всех процедур между собой происходит по специальному имени, после которого в последующем идет само тело используемой процедуры. Для того, чтобы указать процесс окончания процедуры, обязательно появляется стейтмент возврата.
С тем, каким является синтаксис используемых процедур, можно ознакомиться ниже:
Вызов из другой функции процедуры происходит посредством применения инструкции CALL, которая в качестве аргумента имеет имя той функции, которая вызывается.
Ассемблер: условия
В языке программирования Ассемблер в качестве условий принадлежат инструкции ветвления и циклических процессов. Посредством их использования в коде программы можно изменять поток, по которому будут выполняться команды.
Среди вариантов выполнения условий в Ассемблере можно выделить несколько типов:
Ассемблер: константы и переменные
Для процесса хранения переменных предлагаются для использования самые разные директивы для резервирования места. Для того, чтобы выделить дисковое пространство, в языке программирования Ассемблер применяется специальная директива определения. Ее можно применять не только для резервирования, но и для осуществления процесса инициализации байтов.
Для данных, которые являются инициализированными, стейтмент выделения памяти будет иметь следующих синтаксис, представленный в таком виде:
В качестве идентификатора, применяемого для пространства, используемого для хранения, выступает непосредственно само имя переменной. Для каждого из выбранных имен переменных язык Ассемблер осуществляет связывание значений, по которому происходит смещение.
Среди представленных форм директив определения можно выделить следующие:
С примерами, по которым происходит процесс использования директив определения, можно ознакомиться ниже:
Здесь стоит обратить внимание на следующие особенности:
На следующем примере можно ознакомиться с тем, каким образом будет происходить процесс использования директивы определения:
В том случае, если есть необходимость в осуществлении такого процесса, как резервирование места для данных, которые являются неинициализированными, то здесь используются специальные директивы резервирования. Такие директивы в последующем осуществляют процесс применения одного операнда, который и будет отвечать за количество того места, которое будет свободным и в дальнейшем зарезервированным.
Если же рассматривать директивы определения, стоит обратить внимание на то, что каждая из них имеет связанную с ними директиву резервирования.
Среди форм, которые могут получать директивы резервирования, стоит выделить следующие:
Для того, чтобы в программе определить данные, одновременно может использоваться несколько стейтментов. Например, выглядеть это может следующим образом:
Чтобы осуществить одновременное определение переменных, Ассемблер самостоятельно выполняет выделение так называемой смежной памяти.
Для одного значения одновременно можно реализовать несколько инициализаций, что будет выполнено посредством применения директивы Times. Большим спросом эта директива пользуется в том случае, когда есть необходимость осуществлять работу с таблицами и массивами.
Для выполнения такого процесса, как определение констант, используются следующие директивы:
Для определения констант чаще всего применяется директива EQU. Синтаксис будет выглядеть следующим образом:
Например, это может принимать такой вид:
После этого константу в последующем можно будет применять в написанной программе:
В качестве операнда может выступать следующее выражение:
В том случае, если есть необходимость в применении констант числового типа, в данной ситуации на помощь придет директива под наименованием %assign. С ее помощью можно осуществить такой процесс, как переопределение, если в этом есть необходимость. Для определения такой константы, как TOTAL, можно привести такой пример:
После этого непосредственно в самом коде программы при необходимости можно реализовать ее переопределение:
Среди всех используемых директив именно эта является одной из самых чувствительных к регистру.
Среди директив, которые можно применять, как для строковых, так и для числовых констант, используется %define.
Она очень похожа на точно такую же директиву, которая применяется в процессе создания программ на языке С. Эта директива наравне с вышеперечисленными достаточно чувствительна к регистру и дает возможность реализовать такой процесс, как переопределение.
Ассемблер: системные вызовы
Между ядром и непосредственно самими пользователями должны существовать программные интерфейсы, которые реализуются в виде системных вызовов.
Среди системных вызовов, которые могут применяться в процессе использования языка программирования Ассемблер, особое внимание стоит обратить на вызовы Linux. Для того, чтобы реализовать этот процесс, нужно выполнить следующие действия:
Для использования или же процесса хранения системных вызовов может быть использовано 6 следующих регистров:
Рассматривая эти регистры, стоит обратить внимание на то, что они работают с аргументами последовательного типа. В том случае, если количество аргументов превышает 6 штук, то ячейка, в которой находится самый первый аргумент, автоматически сохраняется в регистре ЕВХ.
Среди системных вызовов, с которыми может столкнуться пользователь, можно ознакомиться в таблице, которая находится ниже:
Ассемблер: режимы адресации
Для обработки используемых операндов большое количество инструкций, которые созданы на языке программирования Ассемблер, нуждаются в реализации такого процесса, как адресация. В качестве адреса операнда выступает определенное место, где происходит процесс хранения данных, которые в дальнейшем будут подлежать процессу обработки.
Естественно, есть такие инструкции, которые не нуждаются в таком процессе, как обработка операндов. Но есть категория и тех инструкций, которые могут требовать к себе сразу нескольких обработок. Если же есть необходимость в нескольких операндах, в качестве первого будет выступать используемое место для хранения информации, а в качестве второго можно взять источник.
В источнике будет находиться такая информация, как адрес доставки или же данные, необходимые для выполнения доставки. После операции те данные, которые были исходными, не меняются.
Среди режимов, используемых для адресации, можно выделить следующие:
Рассматривая особенности работы регистровой адресации, стоит обратить внимание на то, что регистр содержит непосредственно сам операнд. Исходя из того, какой будет применяемая инструкция, сам регистр может выступать в качестве, как первого, так и второго операнда. Например, это может выглядеть следующим образом:
Здесь можно реализовать максимально оперативный процесс обработки, так как нет необходимости в дополнительной памяти в процессе реализации обработки регистров.
Выражение или же определенное константное значение может иметь прямой операнд. В том случае, если прямая адресация применяется для инструкции, в которой присутствует несколько операндов, то первый из них может выступать в качестве константы, а второй ячейкой памяти или же регистра. За длину данных будет отвечать именно первый операнд. Например, это будет выглядеть так:
В том случае, если в режиме адресации операнды являются определенными, то к основной памяти нужно иметь только прямой доступ. Но здесь стоит обратить внимание на то, что такой метод будет достаточно медленным. С помощью использования начального адреса сегмента и значения смещения есть возможность в дальнейшем максимально точно определить место размещения информации в памяти. В качестве эффективного адреса используется именно значение смещения.
Если же рассматривать режим, где применяется прямая адресация, то здесь значение смещения будет выступать в виде составляющей части отдельной инструкции. Например, это может быть имя конкретной переменной. Все значения смещения в автоматическом режиме определяются в Ассемблере и переносятся в специальную таблицу, которые в последующем будут применяться при написании программ.
В процессе применения прямой адресации один из операндов будет ссылаться на регистр, а другой непосредственно на конкретную ячейку памяти. Например, это может выглядеть следующим образом:
При адресации так называемого прямого смещения будут применяться специальные арифметические операторы, посредством использования которых можно осуществить процесс изменения адреса. Для переменных, в которых одновременно могут находиться несколько элементов, используется так называемая непрямая адресация. Наиболее подходящей она будет при роботе с массивами данных.
Для чего необходим язык программирования Ассемблер?
Очень часто возникает вопрос о том, почему язык программирования Ассемблер до сих пор используется, так как он принадлежит к категории достаточно примитивных языков. В данном случае стоит обратить внимание на то, что практически незаменимым он будет в следующих направлениях:
Но, как показывает практика, при умелом применении языка программирования Ассемблер, у человека есть возможность в создании собственного сайта, на котором даже имеется форум. Но для этого программист должен обладать соответствующей квалификацией, так как должен быть в курсе всех особенностей в процессе работы с этим языком. Но зачастую используют Ассемблер в том случае, где возможностей и скорости С++ кажется недостаточно для выполнения того процесса, который необходим.
При этом, стоит понимать то, что писать на языке программирования Ассемблер не так просто, как кажется на первый взгляд. В первую очередь это связано с тем, что человек должен полностью понимать всю архитектуру процессора, знать, каким образом работает конкретное железо и при этом осуществляет взаимодействие с процессором, быть в курсе всех необходимых команд, которые будут работать для конкретного процессора, который используется, уметь работать с информацией, которая подается в побайтовом формате, понимать то, что существуют определенные ограничения, которые могут не привести к желаемой функциональности создаваемого программного обеспечения.
Не менее важным фактором здесь также выступает то, что процесс чтения написанных программных кодов является достаточно сложным и именно это приводит к тому, что процесс написания программы усложняется и замедляется.