Язык программирования ассемблер сообщение

Почему Ассемблер — это круто, но сложно

Есть высо­ко­уров­не­вые язы­ки — это те, где вы гово­ри­те if — else, print, echo, function и так далее. «Высо­кий уро­вень» озна­ча­ет, что вы гово­ри­те с ком­пью­те­ром более-менее чело­ве­че­ским язы­ком. Дру­гой чело­век может не понять, что имен­но у вас напи­са­но в коде, но он хотя бы смо­жет про­чи­тать слова.

Но сам ком­пью­тер не пони­ма­ет чело­ве­че­ский язык. Ком­пью­тер — это реги­стры памя­ти, про­стые логи­че­ские опе­ра­ции, еди­ни­цы и нули. Поэто­му преж­де чем ваша про­грам­ма будет испол­не­на про­цес­со­ром, ей нужен пере­вод­чик — про­грам­ма, кото­рая пре­вра­тит высо­ко­уров­не­вый язык про­грам­ми­ро­ва­ния в низ­ко­уров­не­вый машин­ный код.

Ассем­блер — это соби­ра­тель­ное назва­ние язы­ков низ­ко­го уров­ня: код всё ещё пишет чело­век, но он уже гораз­до бли­же к прин­ци­пам рабо­ты ком­пью­те­ра, чем к прин­ци­пам мыш­ле­ния человека.

Вари­ан­тов Ассем­бле­ра доволь­но мно­го. Но так как все они рабо­та­ют по оди­на­ко­во­му прин­ци­пу и исполь­зу­ют (в основ­ном) оди­на­ко­вый син­так­сис, мы будем все подоб­ные язы­ки назы­вать общим сло­вом «Ассем­блер».

Как мыслит процессор

Что­бы понять, как рабо­та­ет Ассем­блер и поче­му он рабо­та­ет имен­но так, нам нуж­но немно­го разо­брать­ся с внут­рен­ним устрой­ством процессора.

Кро­ме того, что про­цес­сор уме­ет выпол­нять мате­ма­ти­че­ские опе­ра­ции, ему нуж­но где-то хра­нить про­ме­жу­точ­ные дан­ные и слу­жеб­ную инфор­ма­цию. Для это­го в самом про­цес­со­ре есть спе­ци­аль­ные ячей­ки памя­ти — их назы­ва­ют регистрами.

Реги­стры быва­ют раз­но­го вида и назна­че­ния: одни слу­жат, что­бы хра­нить инфор­ма­цию; дру­гие сооб­ща­ют о состо­я­нии про­цес­со­ра; тре­тьи исполь­зу­ют­ся как нави­га­то­ры, что­бы про­цес­сор знал, куда идти даль­ше, и так далее. Подроб­нее — в расхлопе ↓

Обще­го назна­че­ния. Это 8 реги­стров, каж­дый из кото­рых может хра­нить все­го 4 бай­та инфор­ма­ции. Такой регистр мож­но раз­де­лить на 2 или 4 части и рабо­тать с ними как с отдель­ны­ми ячейками.

Ука­за­тель команд. В этом реги­стре хра­нит­ся толь­ко адрес сле­ду­ю­щей коман­ды, кото­рую дол­жен выпол­нить про­цес­сор. Вруч­ную его изме­нить нель­зя, но мож­но на него повли­ять раз­лич­ны­ми коман­да­ми пере­хо­дов и процедур.

Регистр фла­гов. Флаг — какое-то свой­ство про­цес­со­ра. Напри­мер, если уста­нов­лен флаг пере­пол­не­ния, зна­чит про­цес­сор полу­чил в ито­ге такое чис­ло, кото­рое не поме­ща­ет­ся в нуж­ную ячей­ку памя­ти. Он туда кла­дёт то, что поме­ща­ет­ся, и ста­вит в этот флаг циф­ру 1. Она — сиг­нал про­грам­ми­сту, что что-то пошло не так.

Фла­гов в про­цес­со­ре мно­го, какие-то мож­но менять вруч­ную, и они будут вли­ять на вычис­ле­ния, а какие-то мож­но про­сто смот­реть и делать выво­ды. Фла­ги — как сиг­наль­ные лам­пы на пане­ли при­бо­ров в само­лё­те. Они что-то озна­ча­ют, но толь­ко само­лёт и пилот зна­ют, что именно.

Сег­мент­ные реги­стры. Нуж­ны были для того, что­бы рабо­тать с опе­ра­тив­ной памя­тью и полу­чать доступ к любой ячей­ке. Сей­час такие реги­стры име­ют по 32 бита, и это­го доста­точ­но, что­бы полу­чить 4 гига­бай­та опе­ра­тив­ки. Для про­грам­мы на Ассем­бле­ре это­го обыч­но хватает.

Так вот: всё, с чем рабо­та­ет Ассем­блер, — это коман­ды про­цес­со­ра, пере­мен­ные и регистры.

Здесь нет при­выч­ных типов дан­ных — у нас есть толь­ко бай­ты памя­ти, в кото­рых мож­но хра­нить что угод­но. Даже если вы поме­сти­те в ячей­ку какой-то сим­вол, а потом захо­ти­те рабо­тать с ним как с чис­лом — у вас полу­чит­ся. А вме­сто при­выч­ных цик­лов мож­но про­сто прыг­нуть в нуж­ное место кода.

Команды Ассемблера

Каж­дая коман­да Ассем­бле­ра — это коман­да для про­цес­со­ра. Не опе­ра­ци­он­ной систе­ме, не фай­ло­вой систе­ме, а имен­но про­цес­со­ру — то есть в самый низ­кий уро­вень, до кото­ро­го может дотя­нуть­ся программист.

Любая коман­да на этом язы­ке выгля­дит так:

Мет­ка — это имя для фраг­мен­та кода. Напри­мер, вы хоти­те отдель­но поме­тить место, где начи­на­ет­ся рабо­та с жёст­ким дис­ком, что­бы было лег­че читать код. Ещё мет­ка нуж­на, что­бы в дру­гом участ­ке про­грам­мы мож­но было напи­сать её имя и сра­зу пере­прыг­нуть к нуж­но­му кус­ку кода.

Коман­да — слу­жеб­ное сло­во для про­цес­со­ра, кото­рое он дол­жен выпол­нить. Спе­ци­аль­ные ком­пи­ля­то­ры пере­во­дят такие коман­ды в машин­ный код. Это сде­ла­но для того, что­бы не запо­ми­нать сами машин­ные коман­ды, а исполь­зо­вать вме­сто них какие-то бук­вен­ные обо­зна­че­ния, кото­рые про­ще запом­нить. В этом, соб­ствен­но, и выра­жа­ет­ся чело­веч­ность Ассем­бле­ра: коман­ды в нём хотя бы отда­лён­но напо­ми­на­ют чело­ве­че­ские слова.

Опе­ран­ды отве­ча­ют за то, что имен­но будут делать коман­ды: какие ячей­ки брать для вычис­ле­ний, куда поме­щать резуль­тат и что сде­лать с ним допол­ни­тель­но. Опе­ран­дом могут быть назва­ния реги­стров, ячей­ки памя­ти или слу­жеб­ные части команд.

Ком­мен­та­рий — это про­сто пояс­не­ние к коду. Его мож­но писать на любом язы­ке, и на выпол­не­ние про­грам­мы он не вли­я­ет. При­ме­ры команд:

mov eax, ebx ; Пере­сы­ла­ем зна­че­ние реги­стра EBX в регистр EAX

mov x, 0 ; Запи­сы­ва­ем в пере­мен­ную x зна­че­ние 0

add eax, х ; Скла­ды­ва­ем зна­че­ние реги­стра ЕАХ и пере­мен­ной х, резуль­тат отпра­вит­ся в регистр ЕАХ

Здесь нет меток, пер­вы­ми идут коман­ды (mov или add), а за ними — опе­ран­ды и комментарии.

Пример: возвести число в куб

Если нам пона­до­бит­ся вычис­лить х³, где х зани­ма­ет ров­но один байт, то на Ассем­бле­ре это будет выгля­деть так.

Пер­вый вариант

mov al, x ; Пере­сы­ла­ем x в регистр AL

imul al ; Умно­жа­ем регистр AL на себя, AX = x * x

movsx bx, x ; Пере­сы­ла­ем x в регистр BX со зна­ко­вым расширением

imul bx ; Умно­жа­ем AX на BX. Резуль­тат раз­ме­стит­ся в DX:AX

Вто­рой вариант

mov al, x ; Пере­сы­ла­ем x в регистр AL

imul al ; Умно­жа­ем регистр AL на себя, AX = x * x

cwde ; Рас­ши­ря­ем AX до EAX

movsx ebx, x ; Пере­сы­ла­ем x в регистр EBX со зна­ко­вым расширением

imul ebx ; Умно­жа­ем EAX на EBX. Посколь­ку x – 1-байтовая пере­мен­ная, резуль­тат бла­го­по­луч­но поме­ща­ет­ся в EAX

На любом высо­ко­уров­не­вом язы­ке воз­ве­сти чис­ло в куб мож­но одной стро­кой. Например:

x = Math.pow(x,3);
x := exp(ln(x) * 3);
на худой конец x = x*x*x.

Хит­рость в том, что когда каж­дая из этих строк будет све­де­на к машин­но­му коду, это­го кода может быть и 5 команд, и 10, и 50, и даже 100. Чего сто­ит вызов объ­ек­та Math и его мето­да pow: толь­ко на эту слу­жеб­ную опе­ра­цию (ещё до само­го воз­ве­де­ния в куб) может уйти несколь­ко сотен и даже тысяч машин­ных команд.

А на Ассем­бле­ре это гаран­ти­ро­ван­но пять команд. Ну, или как реализуете.

Почему это круто

Ассем­блер поз­во­ля­ет рабо­тать с про­цес­со­ром и памя­тью напря­мую — и делать это очень быст­ро. Дело в том, что в Ассем­бле­ре почти не тра­тит­ся зря про­цес­сор­ное вре­мя. Если про­цес­сор рабо­та­ет на часто­те 3 гига­гер­ца — а это при­мер­но 3 мил­ли­ар­да про­цес­сор­ных команд в секун­ду, — то очень хоро­ший код на Ассем­бле­ре будет выпол­нять при­мер­но 2,5 мил­ли­ар­да команд в секун­ду. Для срав­не­ния, JavaScript или Python выпол­нят в тыся­чу раз мень­ше команд за то же время.

Ещё про­грам­мы на Ассем­бле­ре зани­ма­ют очень мало места в памя­ти. Имен­но поэто­му на этом язы­ке пишут драй­ве­ры, кото­рые встра­и­ва­ют пря­мо в устрой­ства, или управ­ля­ю­щие про­грам­мы, кото­рые зани­ма­ют несколь­ко кило­байт. Напри­мер, про­грам­ма, кото­рая нахо­дит­ся в бре­ло­ке сиг­на­ли­за­ции и управ­ля­ет без­опас­но­стью всей маши­ны, зани­ма­ет все­го пару десят­ков кило­байт. А всё пото­му, что она напи­са­на для кон­крет­но­го про­цес­со­ра и исполь­зу­ет его воз­мож­но­сти на сто процентов.

Спра­вед­ли­во­сти ради отме­тим, что совре­мен­ные ком­пи­ля­то­ры С++ дают машин­ный код, близ­кий по быст­ро­дей­ствию к Ассем­бле­ру, но всё рав­но немно­го усту­па­ют ему.

Почему это сложно

Для того, что­бы писать про­грам­мы на Ассем­бле­ре, нуж­но очень любить кремний:

Теперь добавь­те к это­му отсут­ствие боль­шин­ства при­выч­ных биб­лио­тек для рабо­ты с чем угод­но, слож­ность чте­ния тек­ста про­грам­мы, мед­лен­ную ско­рость раз­ра­бот­ки — и вы полу­чи­те пол­ное пред­став­ле­ние о про­грам­ми­ро­ва­нии на Ассемблере.

Для чего всё это

Ассем­блер неза­ме­ним в таких вещах:

На самом деле на Ассем­бле­ре мож­но даже запи­лить свой сайт с фору­мом, если у про­грам­ми­ста хва­та­ет ква­ли­фи­ка­ции. Но чаще все­го Ассем­блер исполь­зу­ют там, где даже ско­ро­сти и воз­мож­но­стей C++ недостаточно.

Источник

Язык ассемблера

Язык ассемблера (автокод) — язык программирования низкого уровня. В отличие от языка машинных кодов, позволяет использовать более удобные для человека мнемонические (символьные) обозначения команд. При этом для перевода с языка ассемблера в понимаемый процессором машинный код требуется специальная программа, называемая ассемблером.

Содержание

Содержание языка

Команды языка ассемблера один к одному соответствуют командам процессора, фактически, они представляют собой более удобную для человека символьную форму записи (мнемокод) команд и их аргументов.

Кроме того, язык ассемблера обеспечивает использование символических меток вместо адресов ячеек памяти, которые при ассемблировании заменяются на автоматически рассчитываемые абсолютные или относительные адреса, а также так называемых директив (команд, не переводящихся в процессорные инструкции, а выполняемых самим ассемблером).

Директивы ассемблера позволяют, в частности, включать блоки данных, задать ассемблирование фрагмента программы по условию, задать значения меток, использовать макроопределения с параметрами.

Каждая модель (или семейство) процессоров имеет свой набор команд и соответствующий ему язык ассемблера. Наиболее популярные синтаксисы: Intel-синтаксис и AT&T-синтаксис.

Существуют компьютеры, реализующие в качестве машинного язык программирования высокого уровня (Forth, Lisp, Эль-76), фактически в них он является «ассемблером».

Достоинства и недостатки

Достоинства

Недостатки

Применение

Исторически можно рассматривать ассемблер как второе поколение языков программирования ЭВМ (если первым считать машинный код). Недостатки ассемблера, сложность разработки на нем больших программных комплексов привели к появлению языков третьего поколения — языков программирования высокого уровня (Фортран, Лисп, Кобол, Паскаль, Си и др.). Именно языки программирования высокого уровня и их наследники в основном используются в настоящее время в индустрии информационных технологий. Однако, языки ассемблера сохраняют свою нишу, обуславливаемую их уникальными преимуществами в части эффективности и возможности полного использования специфических средств конкретной платформы.

На ассемблере пишутся программы или фрагменты программ, для которых критически важны:

С использованием программирования на ассемблере производятся:

Нелегальная сфера деятельности

Программирование на языке ассемблера характерно также для нелегальных сфер деятельности в ИТ, в частности, с использованием ассемблера производятся:

Связывание программ на разных языках

Поскольку на ассемблере часто разрабатываются только фрагменты программ, их необходимо связывать с остальными частями программной системы, написанными на других языках программирования.

Это достигается 2 основными способами:

Синтаксис

Синтаксис языка ассемблера определяется системой команд конкретного процессора.

Набор команд

Типичными командами языка ассемблера являются (большинство примеров даны для Intel-синтаксиса архитектуры x86):

Инструкции

Типичный формат записи команд: [метка:] опкод [операнды] [;комментарий]

где опкод (код операции) — непосредственно мнемоника инструкции процессору. К ней могут быть добавлены префиксы (повторения, изменения типа адресации и пр.).

В качестве операндов могут выступать константы, адреса регистров, адреса в оперативной памяти и пр.. Различия между стандартами Intel и AT&T касаются, в основном, порядка перечисления операндов и их синтаксиса при различных методах адресации.

Используемые мнемоники обычно одинаковы для всех процессоров одной архитектуры или семейства архитектур (среди широко известных — мнемоники процессоров и контроллеров x86, ARM, SPARC, PowerPC, M68k). Они описываются в спецификации процессоров. Возможные исключения:

Например, процессор Zilog Z80 наследовал систему команд Intel i8080, расширил ее и поменял мнемоники (и обозначения регистров) на свой лад. Процессоры Motorola Fireball наследовали систему команд Z80, несколько её урезав. Вместе с тем, Motorola официально вернулась к мнемоникам Intel. И в данный момент половина ассемблеров для Fireball работает с интеловскими мнемониками, а половина с мнемониками Zilog.

Директивы

Программа на ассемблере может содержать директивы: инструкции, не переводящиеся непосредственно в машинные команды, а управляющие работой компилятора. Набор и синтаксис их значительно разнятся и зависят не от аппаратной платформы, а от используемого транслятора (порождая диалекты языков в пределах одного семейства архитектур). В качестве «джентельменского набора» директив можно выделить следующие:

Пример программы

Примеры программы Hello, world! для разных платформ и разных диалектов: Шаблон:Hider hiding

Происхождение и критика термина «язык ассемблера»

Данный тип языков получил свое название от названия транслятора (компилятора) с этих языков — ассемблера (привет — сборщик). Название обусловлено тем, что программа «автоматически собиралась», а не вводилась вручную покомандно непосредственно в кодах. При этом наблюдается путаница терминов: ассемблером нередко называют не только транслятор, но и соответствующий язык программирования («программа на ассемблере»).

Использование термина «язык ассемблера» также может вызвать ошибочное мнение о существовании некоего единого языка низкого уровня, или хотя бы стандартов на такие языки. При именовании языка ассемблера желательно уточнять, ассемблер для какой архитектуры имеется в виду.

В СССР язык ассемблера ранее называли «автокод».

Источник

Язык ассемблера

Язык ассемблера — система обозначений, используемая для представления в удобочитаемой форме программ, записанных в машинном коде. Язык ассемблера позволяет программисту пользоваться алфавитными мнемоническими кодами операций, по своему усмотрению присваивать символические имена регистрам ЭВМ и памяти, а также задавать удобные для себя схемы адресации (например, индексную или косвенную). Кроме того, он позволяет использовать различные системы счисления (например, десятичную или шестнадцатеричную) для представления числовых констант и даёт возможность помечать строки программы метками с символическими именами с тем, чтобы к ним можно было обращаться (по именам, а не по адресам) из других частей программы (например, для передачи управления). [3]

Перевод программы на языке ассемблера в исполнимый машинный код (вычисление выражений, раскрытие макрокоманд, замена мнемоник собственно машинными кодами и символьных адресов на абсолютные или относительные адреса) производится ассемблером — программой-транслятором, которая и дала языку ассемблера его название.

Содержание

Содержание языка

Команды языка ассемблера один к одному соответствуют командам процессора. Фактически, они и представляют собой более удобную для человека символьную форму записи — мнемокоды — команд и их аргументов. При этом одной команде языка ассемблера может соответствовать несколько вариантов команд процессора. [4]

Кроме того, язык ассемблера позволяет использовать символические метки вместо адресов ячеек памяти, которые при ассемблировании заменяются на вычисляемые ассемблером или компоновщиком абсолютные или относительные адреса, а также так называемые директивы (команды ассемблера, не переводимые в машинные команды процессора, а выполняемые самим ассемблером).

Директивы ассемблера позволяют, в частности, включать блоки данных, задать ассемблирование фрагмента программы по условию, задать значения меток, использовать макрокоманды с параметрами.

Каждая модель (или семейство) процессоров имеет свой набор — систему — команд и соответствующий ему язык ассемблера. Наиболее популярные синтаксисы языков ассемблера — Intel-синтаксис и AT&T-синтаксис.

Существуют компьютеры, реализующие в качестве машинного язык программирования высокого уровня (Форт, Лисп, Эль-76). Фактически, в таких компьютерах они выполняют роль языков ассемблера.

Достоинства и недостатки

Достоинства

Недостатки

Применение

Исторически, если первым поколением языков программирования считать машинные коды, то язык ассемблера можно рассматривать как второе поколение языков программирования. Недостатки языка ассемблера, сложность разработки на нём больших программных комплексов привели к появлению языков третьего поколения — языков программирования высокого уровня (таких как Фортран, Лисп, Кобол, Паскаль, Си и др.). Именно языки программирования высокого уровня и их наследники в основном используются в настоящее время в индустрии информационных технологий. Однако языки ассемблера сохраняют свою нишу, обусловленную их уникальными преимуществами в части эффективности и возможности полного использования специфических средств конкретной платформы.

На языке ассемблера пишут программы или их фрагменты в тех случаях, когда критически важны:

С использованием программирования на языке ассемблера производятся:

Связывание программ на разных языках

Поскольку уже давно на языке ассемблера часто кодируют только фрагменты программ, их необходимо связывать с остальными частями программной системы, написанными на других языках программирования. Это достигается двумя основными способами:

Синтаксис

Синтаксис языка ассемблера определяется системой команд конкретного процессора.

Набор команд

Типичными командами языка ассемблера являются (большинство примеров даны для Intel-синтаксиса архитектуры x86):

Инструкции

Типичный формат записи команд:

где мнемокод — непосредственно мнемоника инструкции процессору. К ней могут быть добавлены префиксы (повторения, изменения типа адресации и пр.).

В качестве операндов могут выступать константы, адреса регистров, адреса в оперативной памяти и пр. Различия между синтаксисом Intel и AT&T касаются в основном порядка перечисления операндов и указания различных методов адресации.

Используемые мнемоники обычно одинаковы для всех процессоров одной архитектуры или семейства архитектур (среди широко известных — мнемоники процессоров и контроллеров x86, ARM, SPARC, PowerPC, M68k). Они описываются в спецификации процессоров. Возможные исключения:

Например, процессор Zilog Z80 наследовал систему команд Intel 8080, расширил её и поменял мнемоники (и обозначения регистров) на свой лад. Процессоры Motorola Fireball наследовали систему команд Z80, несколько её урезав. Вместе с тем, Motorola официально вернулась к мнемоникам Intel и в данный момент половина ассемблеров для Fireball работает с мнемониками Intel, а половина — с мнемониками Zilog.

Директивы

Программа на языке ассемблера может содержать директивы: инструкции, не переводящиеся непосредственно в машинные команды, а управляющие работой компилятора. Набор и синтаксис их значительно разнятся и зависят не от аппаратной платформы, а от используемого транслятора (порождая диалекты языков в пределах одного семейства архитектур). В качестве «джентльменского набора» директив можно выделить следующие:

Пример программы

Примеры программы Hello, world! для разных платформ и разных диалектов:

Источник

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.

Источник