Как устроен язык ассемблера?
Ассемблер можно считать языком второго поколения, если за первый принять машинный язык. Он работает непосредственно с процессором, и каждая его команда — это инструкция процессора, а не операционной или файловой системы. Перевод языка ассемблера в машинный код называется ассемблированием.
Команды ассемблера состоят из кодов операций и операндов. Операнды — это адреса, из которых процессор будет брать данные для вычислений и в которые будет помещать результат. Адресами могут быть ячейки оперативной памяти и регистры — память внутри процессора. Процессор работает с регистрами гораздо быстрее, чем с оперативной памятью.
Коды операций в языке ассемблера мнемонические, то есть удобные для запоминания:
- ADD — сложение (от англ. addition);
- SUB — вычитание (от англ. subtraction);
- MUL — умножение (от англ. multiplication) и так далее.
Регистрам и ячейкам памяти присваиваются символические имена, например:
EAX, EBX, AX, AH — имена для регистров;
meml — имя для ячейки памяти.
Например, так выглядит команда сложения чисел из регистров AX и BX:
add ax, bx
А это команда вычитания чисел из регистров AX и BX:
sub ax, bx
Кроме инструкций, в языке ассемблера есть директивы — команды управления компилятором, то есть программой-ассемблером.
Вот некоторые из них:
- INCLUDE — открыть файл и начать его компиляцию;
- EXIT — прекратить компиляцию файла;.
- DEF — назначить регистру символическое имя и т. д.
Не думайте, что ассемблер — всего лишь набор инструкций процессора с удобной для программиста записью. Это полноценный язык программирования, на котором можно организовать циклы, условные переходы, процедуры и функции.
Вот, например, код, на ассемблере, выводящий на экран цифры от 1 до 10:
Здесь действие будет выполняться в цикле — как, например, в циклах for или do while в языках высокого уровня.
Единого стандарта для языков ассемблера нет. В работе с процессорами Intel разработчики придерживаются двух синтаксисов: Intel и AT&T. Ни у того ни у другого нет особых преимуществ: AT&T — стандартный синтаксис в Linux, а Intel используется в мире Microsoft.
Одна и та же команда в них выглядит по-разному.
Например, в синтаксисе Intel:
mov eax, ebx — команда перемещает данные из регистра eax в регистр ebx.
В синтаксисе AT&T эта команда выглядит так:
Программирование на ассемблер
Написание программы на ассемблере — крайне трудный и затратный процесс
Чтобы создать эффективный алгоритм, необходимо глубокое понимание работы ЭВМ, знание деталей команд, а также повышенное внимание и аккуратность. Эффективность — это критический параметр для программирования на ассемблер
Главное преимущество языка ассемблер в том, что он позволяет создавать краткие и быстрые программы. Поэтому используется, как правило, для решения узкоспециализированных задач. Необходим код, работающий эффективно с аппаратными компонентами, или нужна программа, требовательная к памяти или времени выполнения.
Кому и зачем нужен язык ассемблера?
Даже из нашего примера «Hello, World!» видно, что ассемблер не так удобен в разработке, как языки высокого уровня. Больших программ на этом языке сейчас никто не пишет, но есть области, где он незаменим:
- На ассемблере разрабатывают встроенные программы для микроконтроллеров. Это миниатюрные компьютеры, установленные в системах сигнализации, пультах управления, датчиках, бытовой технике, модемах и во многих других устройствах. Микроконтроллеры используются даже в робототехнике и спутниковых навигационных системах. Объём памяти у этих мини-компьютеров ограничен, а ассемблер удобен для их программирования тем, что одна его команда транслируется в одну команду в двоичном коде. По исходному тексту программы можно определить время её исполнения и объём памяти для её хранения.
- На ассемблере пишут драйверы устройств и некоторые компоненты операционных систем — например, ядро или загрузчик. Любительские операционные системы MenuetOS и KolibriOS полностью написаны на ассемблере. Ассемблерный код есть в программах для игровых приставок и мультимедийных кодеков.
- Ассемблер применяется в реверс-инжиниринге — обратной разработке программ. Реверс-инжиниринг используют, чтобы понять, как работают программы, какой у них алгоритм. Это нужно в тех случаях, когда создатель по каким-то причинам не хочет публиковать исходный код. Обратной разработкой занимаются антивирусные компании, исследующие вирусы и трояны, создатели драйверов и операционных систем, а также просто любопытные. Ещё её активно применяют компьютерные злоумышленники всех мастей: взламывают программы, ищут уязвимости, пишут вирусы, генераторы ключей и тому подобное.
Числа с плавающей точкой. Сопроцессор x87.
|
Размер числа с плавающей точкой (бит) |
Соответствующая директива объявления переменной |
|
32 |
dd |
|
64 |
dq |
|
80 |
dt (TWORD) |
«Стек» сопроцессора x87: регистры ST0 … ST7, где ST0 — вершина «стека».
Все команды x87 имеют префикс F.
Суффикс P указывает на то, что при выполнении команды на верхушке стеке освобождается один регистр и все имена оставшихся регистров «сдвигаются» описанным выше образом.
|
КОМАНДА |
ОПИСАНИЕ |
СИНТАКСИС |
Комментарий |
|
FINIT |
Инициализация сопроцессора x87 |
Необходимо выполнить перед началом использования сопроцессора. |
|
|
FLD op1 |
Загружает в стек сопроцессора op1 |
— m 32/64/80 |
Float LoaD |
|
FLD1 FLDZ FLDPI |
Заносят в стек сопроцессора соответственно числа 1.0, 0.0, pi. |
||
|
FST op1 FSTP op1 |
FST — копирует содержимое верхушки стека в память (op1) FSTP: FST + pop |
— m 32/64/80 |
|
|
FADDP FSUBP FMULP FDIVP FABS |
извлекает из стека операнды и кладет в ST0 результат операции sub: ST1-ST0 |
||
|
fucomi op1 |
compare st0 and op1 |
— регистр x87 |
Оговорочки
Хочу сразу оговориться, что правильно говорить не «ассемблер» (assembler), а «язык ассемблера» (assembly language), потому как ассемблер – это транслятор кода на языке ассемблера (т.е. по сути, программа MASM, TASM, fasm, NASM, UASM, GAS и пр., которая компилирует исходный текст на языке ассемблера в объектный или исполняемый файл). Тем не менее, из соображения краткости многие, говоря «ассемблер» (асм, asm), подразумевают именно «язык ассемблера».
Синтаксис директив, стандартных макросов и пр. структурных элементов различных диалектов (к примеру, MASM, fasm, NASM, GAS), могут отличаться довольно существенно. Мнемоники (имена) инструкций (команд) и регистров, а также синтаксис их написания для одного и того же процессора примерно одинаковы почти во всех диалектах (заметным исключением среди популярных ассемблеров является разве что GAS (GNU Assembler) в режиме синтаксиса AT&T для x86, где к именам инструкций могут добавляться суффиксы, обозначающие размер обрабатываемых ими данных, что бывает довольно удобно, но там есть и другие нюансы, сбивающие с толку программиста, привыкшего к классическому ассемблеру, к примеру, иной порядок указания операндов, хотя всё это лечится специальной директивой переключения в режим классического синтаксиса Intel).
Поскольку ассемблер – самый низкоуровневый язык программирования, довольно проблематично написать код, который корректно компилировался бы для разных архитектур процессоров (например, x86 и ARM), для разных режимов одного и того же процессора (16-битный реальный режим, 32-битный защищённый режим, 64-битный long mode; а ещё код может быть написан как с использованием различных технологий вроде SSE, AVX, FMA, BMI и AES-NI, так и без них) и для разных операционных систем (Windows, Linux, MS-DOS). Хоть иногда и можно встретить «универсальный» код (например, отдельные библиотеки), скажем, для 32- и 64-битного кода ОС Windows (или даже для Windows и Linux), но это бывает нечасто. Ведь каждая строка кода на ассемблере (не считая управляющих директив, макросов и тому подобного) – это отдельная инструкция, которая пишется для конкретного процессора и ОС, и сделать кроссплатформенный вариант можно только с помощью макросов и условных директив препроцессора, получая в итоге порой весьма нетривиальные конструкции, сложные для понимания.
Немного о процессорах и машинном языке
Чтобы объяснить, что такое язык ассемблера, начнём с того, как вообще работает процессор и на каком языке с ним можно «разговаривать».
Процессор — это электронное устройство (сейчас крошечная микросхема, а раньше процессоры занимали целые залы), не понимающее слов и цифр. Он реагирует только на два уровня напряжения: высокий — единица, низкий — ноль. Поэтому каждая процессорная команда — это последовательность нулей и единиц: 1 — есть импульс, 0 — нет.
Для работы с процессором используется машинный язык. Он состоит из инструкций, записанных в двоичном коде. Каждая инструкция определяет одну простую машинную операцию: арифметическую над числами, логическую (поразрядную), ввода-вывода и так далее.
Например, для Intel 8088 инструкция 0000001111000011B — это операция сложения двух чисел, а 0010101111000011B — вычитания.
Программировать на машинном языке нелегко — приходится работать с огромными цепочками нулей и единиц. Трудно написать или проверить такую программу, а уж тем более разобраться в чужом коде.
Сборка программ
Убедитесь, что у вас установлен NASM. Запишите вашу программу в текстовом редакторе и сохраните её как hello.asm. Затем:
откройте терминал;
убедитесь, что вы находитесь в той же директории, в которой вы сохранили hello.asm;
чтобы собрать программу, введите команду ;
если не было ошибок, то создастся объектный файл вашей программы под названием hello.o;
чтобы ваш объектный файл прошел линкинг и создался исполняемый файл под названием hello, введите команду ;
запустите программу командой .
Если всё прошло успешно, то вам выведется .
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:
all:
nasm –f elf $(source)
ld –m elf_i386 –s –o $(source) $(source).o
rm $(source).o
|
1 |
all nasm–felf$(source) ld–melf_i386–s–o$(source)$(source).o rm$(source).o |
Для сборки hello.asm выполните следующие действия:
откройте терминал;
убедитесь, что вы находитесь в той же директории, в которой вы сохранили hello.asm и Makefile;
введите команду .
Стек
Это область памяти, выделенная для работы процедур. Особенность стека заключается в том, что последние данные, записанные в него, доступны для чтения первыми. Или иными словами: первые записи стека извлекаются последними. Представить этот процесс себе можно в качестве башни из шашек. Чтобы достать шашку (нижнюю шашку в основание башни или любую в середине) нужно сначала снять все, которые лежат сверху. И, соответственно, последняя положенная на башню шашка, при разборе башни снимается первой. Такой принцип организации памяти и работы с ней продиктован ее экономией. Стек постоянно очищается и в каждый момент времени одна процедура использует его.
Регистры
Регистрами в языке ассемблер называют ячейки памяти, расположенные непосредственно на кристалле с АЛУ (процессор). Особенностью этого типа памяти является скорость обращения к ней, которая значительно быстрее оперативной памяти ЭВМ. Она также называется сверхбыстрой оперативной памятью (СОЗУ или SRAM).
Существуют следующие виды регистров:
- Регистры общего назначения (РОН).
- Флаги.
- Указатель команд.
- Регистры сегментов.
Есть 8 регистров общего назначения, каждый размером в 32 бита.
Доступ к регистрам EAX, ECX, EDX, EBX может осуществляться в 32-битовом режиме, 16-битовом — AX, BX, CX, DX, а также 8-битовом — AH и AL, BH и BL и т. д.
Буква «E» в названиях регистров означает Extended (расширенный). Сами имена же связаны с их названиями на английском:
- Accumulator register (AX) — для арифметических операций.
- Counter register (CX) — для сдвигов и циклов.
- Data register (DX) — для арифметических операций и операций ввода/вывода.
- Base register (BX) — для указателя на данные.
- Stack Pointer register (SP) — для указателя вершины стека.
- Stack Base Pointer register (BP) — для индикатора основания стека.
- Source Index register (SI) — для указателя отправителя (источника).
- Destination Index register (DI) — для получателя.
Специализация РОН языка ассемблер является условной. Их можно использовать в любых операциях. Однако некоторые команды способны применять только определенные регистры. Например, команды цикла используют ESX для хранения значения счетчика.
Регистр флагов. Под этим подразумевается байт, который может принимать значения 0 и 1. Совокупность всех флагов (их порядка 30) показывают состояние процессора. Примеры флагов: Carry Flag (CF) — Флаг переноса, Overflow Flag (OF) — переполнения, Nested Flag (NT) — флаг вложенности задач и многие другие. Флаги делятся на 3 группы: состояние, управление и системные.
Указатель команд (EIP — Instruction Pointer). Данный регистр содержит адрес инструкции, которая должна быть выполнена следующей, если нет иных условий.
Регистры сегментов (CS, DS, SS, ES, FS, GS). Их наличие в ассемблере продиктовано особым управлением оперативной памятью, чтобы увеличить ее использование в программах. Благодаря им можно было управлять памятью размером до 4 Гб. В архитектуре Win32 необходимость в сегментах отпала, но названия регистров сохранились и используются по-другому.
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:
section.data
| 1 | section.data |
Секция bss используется для объявления переменных. Синтаксис объявления:
section.bss
| 1 | section.bss |
Секция text используется для хранения кода программы. Данная секция должна начинаться с объявления , которое сообщает ядру, откуда нужно начинать выполнение программы. Синтаксис объявления:
section.text
global _start
_start:
|
1 |
section.text global_start _start |
О программе
В SASM Вы можете легко разрабатывать и выполнять программы, написанные на языках ассемблера NASM, MASM, GAS, FASM. Вводите код в форму и запускайте приложение. В Windows также возможен запуск приложения в отдельном окне. Входные данные указывайте в поле «Ввод». В поле «Вывод» Вы сможете увидеть результат работы программы. При этом все сообщения и ошибки компиляции будут выводиться в форму снизу. Вы можете сохранять исходный или скомпилированный (exe) код программы в файл, а также загружать свои программы из файла.
Программа поддерживает работу с несколькими проектами – новые файлы открываются и создаются в новых вкладках. При выходе из программы текущий набор открытых файлов сохраняется. При следующем запуске Вы сможете восстановить предыдущую сессию. В параметрах настраивается шрифт, цветовая схема и текст, отображающийся при создании нового файла. Интерфейс программы доступен на восьми языках (русский, английский, турецкий (спасибо Ali Goren), китайский (спасибо Ahmed Zetao Yang), немецкий (спасибо Sebastian Fischer), итальянский (спасибо Carlo Dapor), польский (спасибо Krzysztof Rossa), иврит (спасибо Elian Kamal), испанский (спасибо Mariano Cordoba)). Все окна в программе плавающие, с возможностью закрепления в одной из множества позиций. Имеется возможность переназначения горячих клавиш.
Стандартное меню «Правка» дополнено возможностью комментирования/раскомментирования выделенного куска кода и создания/удаления отступа в 4 пробела (Tab/Shift+Tab).
В SASM вы можете находить ошибки в своих программах с помощью интерфейса к отладчику gdb. В программе можно просматривать значения регистров и переменных, а также устанавливать точки останова и перемещаться по отлаживаемой программе. Дополнительно имеется возможность выполнять произвольные команды отладчика gdb, результаты которых будут отображаться в логе.
SASM полностью поддерживает работу с четырьмя ассемблерами NASM, MASM, GAS, FASM в двух режимах — x64 и x86, переключаться между которыми можно в настройках на вкладке «Построение». Там же можно изменить опции ассемблера и компоновщика и выбрать, какие программы будут использоваться для ассемблирования и компоновки.
Первая программа
Следующая программа на языке ассемблера выведет строку на экран:
section .text
global _start ; необходимо для линкера (ld)
_start: ; сообщает линкеру стартовую точку
mov edx,len ; длина строки
mov ecx,msg ; строка
mov ebx,1 ; дескриптор файла (stdout)
mov eax,4 ; номер системного вызова (sys_write)
int 0x80 ; вызов ядра
mov eax,1 ; номер системного вызова (sys_exit)
int 0x80 ; вызов ядра
section .data
msg db ‘Hello, world!’, 0xa ; содержимое строки для вывода
len equ $ — msg ; длина строки
|
1 |
section.text global_start;необходимодлялинкера(ld) _start;сообщаетлинкерустартовуюточку mov edx,len;длинастроки mov ecx,msg;строка mov ebx,1;дескрипторфайла(stdout) mov eax,4;номерсистемноговызова(sys_write) int0x80;вызовядра mov eax,1;номерсистемноговызова(sys_exit) int0x80;вызовядра section.data msg db’Hello, world!’,0xa;содержимоестрокидлявывода len equ$-msg;длинастроки |
Результат выполнения программы:
Подытожим…
Итак, приведу неполный перечень того, в каких случаях используется ассемблер.
-
Создание загрузчиков, прошивок устройств (комплектующих ПК, встраиваемых систем), элементов ядра ОС.
-
Низкоуровневая работа с железом, в т.ч. с процессором, памятью.
-
Внедрение кода в процессы (injection), как с вредоносной целью, так и с целью защиты или добавления функционала. Системный софт.
-
Блоки распаковки, защиты кода и прочего функционала (с целью изменения поведения программы, добавления новых функций, взлома лицензий), встраиваемые в исполняемые файлы (см. UPX, ASProtect и пр).
-
Оптимизация кода по скорости, в т.ч. векторизация (SSE, AVX, FMA), математические вычисления, обработка мультимедиа, копирование памяти.
-
Оптимизация кода по размеру, где нужно контролировать каждый байт. Например, в демосцене.
-
Вставки в языки высокого уровня, которые не позволяют выполнять необходимую задачу, либо позволяют делать это неоптимальным образом.
-
При создании компиляторов и трансляторов исходного кода с какого-либо языка на язык ассемблера (например, многие компиляторы C/C++ позволяют выполнять такую трансляцию). При создании отладчиков, дизассемблеров.
-
Собственно, отладка, дизассемблирование, исследование программ (reverse engineering).
-
Создание файлов данных с помощью макросов и директив генерации данных.
-
Вы не поверите, но ассемблер можно использовать и для написания обычного прикладного ПО (консольного или с графическим интерфейсом – GUI), игр, драйверов и библиотек
О компиляторах
Какую операционную систему вы бы хотели использовать?
| Windows | DOS | Linux | BSD | QNX | MacOS, работающий на процессоре Intel/AMD |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
| FASM | x | x | x | x | ||
| GAS | x | x | x | x | x | x |
| GoAsm | x | |||||
| HLA | x | x | ||||
| MASM | x | x | ||||
| NASM | x | x | x | x | x | x |
| RosAsm | x | |||||
| TASM | x | x |
Качество документации
| Документация | Комментарии | |
|---|---|---|
| FASM | Хорошая | Большую часть свободного времени автор отдает в разработку инновационного FASMG. Тем не менее, автор обеспечивает поддержку FASM время от времени обновляет мануалы, а новые функции описывает на собственном форуме. Документацию можно считать достаточно хорошей. Веб-страница документации. |
| Gas | Плохая | документирован слабо и документация, скорее, имеет «общий вид». gas ― это ассемблер, который был разработан, чтобы можно было легко писать код для разных процессоров. Документация, которая существует, в основном описывает псевдо коды и ассемблерные директивы. В режиме работы «intel_syntax» документация практически отсутствует. Книги, в которых используется синтаксис «AT&T»: «Программирование с нуля» Джонатона Бартлетта и «Профессиональный язык ассемблера» Ричарда Блюма, Konstantin Boldyshev asmutils — Linux Assembly. |
| GoAsm | Слабая | Большая часть синтаксиса описана в руководстве, и опытный пользователь найдет то, что ищет. Множество руководств и размещено на сайте (http://www.godevtool.com/). Несколько учебников GoAsm:
|
| HLA | Обширая | HLA имеет справочное руководство на 500 страниц. Сайт содержит десятки статей и документацию по HLA. |
| MASM | Хорошая | Компанией Microsoft написано значительное количество документацию для MASM, существует большое количество справочников написанных для этого диалекта. |
| NASM | Хорошая | Авторы NASM больше пишут программное обеспечение для этого диалекта, оставляя написание руководства на «потом». NASM существует достаточно долго, поэтому несколько авторов написали руководство для NASM Джефф Дунтеман (Jeff Duntemann) «Assembly Language Step-by-Step: Programming with Linux», Jonathan Leto «Writing A Useful Program With NASM», на русском языке есть книга Столярова (Сайт А.В. Столярова). |
| RosAsm | Слабая | не очень интересные «онлайновые учебники». |
| TASM | Хорошая | Компания Borland в свое время выпускала отличные справочные руководства, для TASM были написаны справочные руководства авторами-энтузиастами не связанными с фирмой Borland. Но Borland больше не поддерживает TASM, поэтому большая часть документации, предназначенная для TASM, не печатается и ее становится всё труднее и труднее найти. |
Учебники и учебные материалы
| Комментарии | |
|---|---|
| FASM | Несколько учебников, в которых описывается программирование на FASM:
|
| Gas | Учебник с использованием синтаксиса AT&TУчебник Ассемблер в Linux для программистов C |
| HLA | 32-разрядная версия «The Art of Assembly Language Programming» (существует и в электронной, и в печатной форме), программирование под Windows или Linux |
| MASM | большое количество книг по обучению программированию под DOS. Не очень много книг о программировании под Win32/64 Пирогов, Юров, Зубков, Фленов |
| NASM | много книг, посвященных программированию в DOS, Linux, Windows. В книге Джеффа Дунтемана «Assembly Language Step-by-Step: Programming with Linux» используется NASM для Linux и DOS. Учебник Пола Картера использует NASM (DOS, Linux). |
| TASM | Как и для MASM, для TASM было написано большое количество книг на основе DOS. Но, так как Borland больше не поддерживает этот продукт, писать книги об использовании TASM перестали. Том Сван написал учебник, посвященный TASM, в котором было несколько глав о программировании под Windows. |
Инструментарий
Дальнейшее теоретическое изучение ассемблера может быть трудным, поэтому стоит задуматься об инструментах, используемых для разработки программ с его помощью. Здесь будет приведен лишь краткий список популярных средств:
- Borland Turbo Assembler (TASM) — один из самых популярных инструментов. Хорошо подходит для разработки под DOS и плохо — под Windows.
- Microsoft Macro Assembler (MASM) — это пакет для разработки на ассемблере в среде Windows. Существует как отдельно, так и в виде встроенной функции в среде Visual Studio. Ассемблер и языки высокого уровня часто совместимы. В том смысле, что последние могут использовать ассемблер напрямую. Например, С++.
- Netwide Assembler (NASM) — популярный свободный ассемблер для архитектуры Intel.
Существует множество инструментов. При этом следует сделать особую пометку о том, что нет единого стандарта синтаксиса ассемблера. Есть 2 наиболее применимых: AT&T-синтаксис, ориентированный на процессоры производства не Intel, и, соответственно, Intel-синтаксис.
Несмотря на кажущуюся сложность, ассемблер является простым языком программирования, понять который не составляет труда. Поэтому можно смело использовать учебную литературу на подобии «ассемблер для чайников» и изучать этот замечательный язык.
Язык ассемблер. Команды и основы ассемблера на News4Auto.ru.
Наша жизнь состоит из будничных мелочей, которые так или иначе влияют на наше самочувствие, настроение и продуктивность. Не выспался — болит голова; выпил кофе, чтобы поправить ситуацию и взбодриться — стал раздражительным. Предусмотреть всё очень хочется, но никак не получается. Да ещё и вокруг все, как заведённые, дают советы: глютен в хлебе — не подходи, убьёт; шоколадка в кармане — прямой путь к выпадению зубов. Мы собираем самые популярные вопросов о здоровье, питании, заболеваниях и даем на них ответы, которые позволят чуть лучше понимать, что полезно для здоровья.
Быть или не быть?
Так, нужно ли изучать ассемблер современному программисту? Если вы уже не новичок в программировании, и у вас серьёзные амбиции, то изучение ассемблера, внутреннего устройства операционных систем и функционирования железа (особенно процессоров, памяти), а также использование различных инструментов для дизассемблирования, отладки и анализа кода полезно тем, кто хочет писать действительно эффективные программы. Иначе будет сложно в полной мере понять, что происходит «под капотом» любимого компилятора (хотя бы в общих чертах), как оптимизировать программы на любом языке программирования и какой приём стоит предпочесть. Необязательно погружаться слишком глубоко в эту тему, если вы пишете на Python или JavaScript. А вот если ваш язык – C или C++, хорошенько изучить ассемблер будет полезно.
Вместе с тем, необходимо помнить не только о «тактике», но и о «стратегии» написания кода, поэтому не менее важно изучать и алгоритмы (правильный выбор которых зачастую более важен для создания эффективных программ, нежели низкоуровневая оптимизация), шаблоны проектирования и многие другие технологии, без которых программист не может считать себя современным
Команда mov или пересылка
Данная инструкция является основной среди команд ассемблера. Она позволяет записывать в регистр значение другого регистра, ячейки памяти или константы. Она же осуществляет запись в ячейку памяти значения регистра или константы. Синтаксис команды:
MOV <op1>, <op2>
В процессоре существует и другие команды для реализации пересылки. Например, XCHG — команда обмена операндов значениями. Но с точки зрения программиста, все они реализованы через команду базовую MOV. Рассмотрим примеры:
MOV i, 0 ; Записать в i значение 0
MOV ECX, EBX ; Пересылка значения EBX в ECX
В виде операнда может выступать как регистр, так и ячейка памяти. Однако если содержимое двух регистров можно переставить, то двух ячеек памяти — нет. Следует внимательно следить за тем, чтобы операнды имели одинаковый размер. Также заметим, что команда MOV не изменяет значения флагов.
Средства ввода/вывода io.inc
|
Имя макроса |
Описание макроса |
|
Output |
|
|
PRINT_UDEC size, data PRINT_DEC size, data |
Вывод числовых данных заданных параметром data в 10-чном представлении. Параметр size – число, указывающее размерность данность в байтах; допускаются значения 1, 2, 4. В качестве параметра data может выступать числовая константа, символьная константа, имя переменной, имя регистра или адресное выражение (без спецификатора размера данных в памяти). Если задается регистр большего размера, то берется заданное параметром size количество младших разрядов. PRINT_UDEC интерпретирует число как беззнаковое, PRINT_DEC — как знаковое. |
|
PRINT_HEX size, data |
Аналогично предыдущему, но данные выводятся в 16-чном представлении. |
|
PRINT_CHAR ch |
Печатается символ, заданный параметром ch. В качестве параметра может выступать численная константа, символьная константа, имя переменной, имя регистра или адресное выражение (без спецификатора размера данных в памяти). Печатается всегда содержимое 8 младших разрядов. |
|
PRINT_STRING data |
Печать строки текста, оканчивающейся символом с кодом 0. В качестве параметра можно передавать строковую константу, имя переменной или адресное выражение (без спецификатора размера данных в памяти). В случае печати строковой константы, наличие символа с кодом 0 в конце строки необязательно. |
|
NEWLINE |
Переводит печать на новую строку. |
|
Input |
|
|
GET_UDEC size, data GET_DEC size, data |
Ввод числовых данных в 10-чном представлении с клавиатуры. Размер вводимых данных ограничен параметром size, который задается числом (1, 2, 4). Введенные данные обрезаются соответствующим образом. Параметр data– либо имя переменной, либо имя регистра, либо адресное выражение (без спецификатора размера данных в памяти). Если задается регистр большего размера, то старшие разряды заполняются знаковым битом в случае GET_DEC и нулями в случае GET_UDEC. GET_UDEC считывает беззнаковое число, GET_DEC — знаковое. Запрещается использовать в качестве параметра регистр esp. |
|
GET_HEX size, data |
Аналогично предыдущему, но данные задаются в 16-чном представлении с префиксом 0x. |
|
GET_CHAR data |
Аналогично предыдущему, но происходит считывание одного символа, нажатие Enter не требуется. Более того, нажатие Enter будет расцениваться как ввод управляющих символов перевода строки: 0xD 0xA в ОС Windows, 0xA в ОС *nix. Если параметр – регистр, размер которого больше 1 байта, значение считанного символа будет дополнено нулями. |
|
GET_STRING data, maxsz |
Ввод последовательности символов длиной не более чем (maxsz-1). Чтение последовательности останавливается на EOF или переводе строки, причем перевод строки сохраняется в буфере. В конец считанной строки добавляется символ с кодом 0. Параметр data – либо имя переменной, либо адресное выражение (без спецификатора размера данных в памяти). Параметр maxsz –регистр (io.inc версия 1.1) или числовая константа. |
|
Вызов библиотечных функций языка СИ |
|
|
CEXTERN cfunc_name |
Источники
(упорядочены в порядке уменьшения вклада в данный документ)
Материалы лекций (слайды можно скачать на http://asmcourse.cs.msu.ru/ ).
http://asmworld.ru/spravochnik-komand/
http://www.itsusu.ru/pdf/information_technology/work_11.pdf
http://www.kolasc.net.ru/cdo/programmes/assembler/
А. В. Столяров. Программирование на языке ассемблера NASM для ОС Unix
Учебное пособие: http://www.stolyarov.info/books/asm_unix
Сайт Сергея Бугаева (студента 103 группы по состоянию на 2014-2015 учебный год): https://bugaevc.github.io/asmwall/ Обращаю внимание: названия команд на сайте кликабельны. http://pastebin.com/J7d7R6EF
