Semenalidery.com

IT Новости из мира ПК
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Язык ассемблера уроки программирования

Программирование на Ассемблере для начинающих с примерами программ

Многие считают, что Assembler – уже устаревший и нигде не используемый язык, однако в основном это молодые люди, которые не занимаются профессионально системным программированием. Разработка ПО, конечно, хорошо, но в отличие от высокоуровневых языков программирования, Ассемблер научит глубоко понимать работу компьютера, оптимизировать работку с аппаратными ресурсами, а также программировать любую технику, тем самым развиваясь в направлении машинного обучения. Для понимания этого древнего ЯП, для начала стоит попрактиковаться с простыми программами, которые лучше всего объясняют функционал Ассемблера.

IDE для Assembler

Первый вопрос: в какой среде разработки программировать на Ассемблере? Ответ однозначный – MASM32. Это стандартная программа, которую используют для данного ЯП. Скачать её можно на официальном сайте masm32.com в виде архива, который нужно будет распаковать и после запустить инсталлятор install.exe. Как альтернативу можно использовать FASM, однако для него код будет значительно отличаться.

Перед работой главное не забыть дописать в системную переменную PATH строчку:

Программа «Hello world» на ассемблере

Считается, что это базовая программа в программировании, которую начинающие при знакомстве с языком пишут в первую очередь. Возможно, такой подход не совсем верен, но так или иначе позволяет сразу же увидеть наглядный результат:

Для начала запускаем редактор qeditor.exe в папке с установленной MASM32, и в нём пишем код программы. После сохраняем его в виде файла с расширением «.asm», и билдим программу с помощью пункта меню «Project» → «Build all». Если в коде нет ошибок, программа успешно скомпилируется, и на выходе мы получим готовый exe-файл, который покажет окно Windows с надписью «Hello world».

Сложение двух чисел на assembler

В этом случае мы смотрим, равна ли сумма чисел нулю, или же нет. Если да, то на экране появляется соответствующее сообщение об этом, и, если же нет – появляется иное уведомление.

Здесь мы используем так называемые метки и специальные команды с их использованием (jz, jmp, test). Разберём подробнее:

  • test – используется для логического сравнения переменных (операндов) в виде байтов, слов, или двойных слов. Для сравнения команда использует логическое умножение, и смотрит на биты: если они равны 1, то и бит результата будет равен 1, в противном случае – 0. Если мы получили 0, ставятся флаги совместно с ZF (zero flag), которые будут равны 1. Далее результаты анализируются на основе ZF.
  • jnz – в случае, если флаг ZF нигде не был поставлен, производится переход по данной метке. Зачастую эта команда применяется, если в программе есть операции сравнения, которые как-либо влияют на результат ZF. К таким как раз и относятся test и cmp.
  • jz – если флаг ZF всё же был установлен, выполняется переход по метке.
  • jmp – независимо от того, есть ZF, или же нет, производится переход по метке.

Программа суммы чисел на ассемблере

Примитивная программа, которая показывает процесс суммирования двух переменных:

В Ассемблере для того, чтобы вычислить сумму, потребуется провести немало действий, потому как язык программирования работает напрямую с системной памятью. Здесь мы по большей частью манипулируем ресурсами, и самостоятельно указываем, сколько выделить под переменную, в каком виде воспринимать числа, и куда их девать.

Получение значения из командной строки на ассемблере

Одно из важных основных действий в программировании – это получить данные из консоли для их дальнейшей обработки. В данном случае мы их получаем из командной строки и выводим в окне Windows:

Также можно воспользоваться альтернативным методом:

Здесь используется invoke – специальный макрос, с помощью которого упрощается код программы. Во время компиляции макрос-команды преобразовываются в команды Ассемблера. Так или иначе, мы пользуемся стеком – примитивным способом хранения данных, но в тоже время очень удобным. По соглашению stdcall, во всех WinAPI-функциях переменные передаются через стек, только в обратном порядке, и помещаются в соответствующий регистр eax.

Циклы в ассемблере

Для создания цикла используется команда repeat. Далее с помощью inc увеличивается значение переменной на 1, независимо от того, находится она в оперативной памяти, или же в самом процессоре. Для того, чтобы прервать работу цикла, используется директива «.BREAK». Она может как останавливать цикл, так и продолжать его действие после «паузы». Также можно прервать выполнение кода программы и проверить условие repeat и while с помощью директивы «.CONTINUE».

Сумма элементов массива на assembler

Здесь мы суммируем значения переменных в массиве, используя цикл «for»:

Команда dec, как и inc, меняет значение операнда на единицу, только в противоположную сторону, на -1. А вот cmp сравнивает переменные методом вычитания: отнимает одно значение из второго, и, в зависимости от результата ставит соответствующие флаги.

С помощью команды jne выполняется переход по метке, основываясь на результате сравнения переменных. Если он отрицательный – происходит переход, а если операнды не равняются друг другу, переход не осуществляется.

Ассемблер интересен своим представлением переменных, что позволяет делать с ними что угодно. Специалист, который разобрался во всех тонкостях данного языка программирования, владеет действительно ценными знаниями, которые имеют множество путей использования. Одна задачка может решаться самыми разными способами, поэтому путь будет тернист, но не менее увлекательным.

Хочу всё знать: язык ассемблера

Краткая справка

Язык ассемблера – машинно-ориентированный код низкого уровня, первое упоминание о котором датировано 40-ми годами 20-го века в контексте взаимодействии с компьютером EDSAC. Несмотря на то, что он не всегда использует внутренние инструкции самих машин (всё-таки речь идёт об универсализации), это практически не вызывает потери в быстродействии, наоборот лишь предоставляя пользователю возможности для использования макрокоманд.

В этом и есть главная прелесть: обладая достаточно ограниченным набором команд и действий, язык ассемблера является универсальным средством, если вы хотите создать максимально быстро исполняемый код, а также пошагово отследить процессы, выполняемые машиной.

Исходя из этого выделим очевидные достоинства:

Быстродействие. Быстрее только использовать непосредственные инструкции процессора;

Безопасность. Низкоуровневость в данном случае практически исключает наличие белых пятен в коде;

Эффективность использования возможностей конкретной платформы. Ориентированность на используемую машину позволяет иметь серьезное преимущество по сравнению с высокоуровневыми языками;

Понимание исполняемого кода программистом. На таком уровне программирования код и действие имеют очевидно причинно-следственную связь.

Однако, глупо отрицать, что у столь старого языка есть явные недостатки:

Трудно выучить. Специализация на платформу, несколько диалектов — все это не способствует быстрому изучению и пониманию;

Тяжело читать. Большой листинг, простые однотипные операции;

Написание программ. Некоторые примитивные операции, описываемые в языках высокого уровня одной строкой, здесь могут вызывать настоящую головную боль у программиста;

Большинство используемых машин просто не нуждается в таком примитивном языке, как ассемблер;

Высокий порог входа. Представить исполняемый код в языке ассемблера сможет почти любой программист средней руки. Сделать это эффективнее компилятора — лишь малая часть;

Сильно ограниченное количество библиотек, сообществ, вспомогательных ресурсов по современным меркам.

Кому изучать?

Очевидно, что язык ассемблера был хорош и востребован во времена не слишком мощных компьютеров, но почему новый виток роста объявился сейчас? Всё просто: на мир огромной волной надвигается IoT. Использование многочисленных компьютеров, подчинённых одной цели, оправдывает себя только при общей максимально низкой себестоимости и высоком быстродействии, что вынуждает разработчиков обратится к старому-доброму языку ассемблера.

Таким образом, если вашей специализацией является разработка мобильных приложений, то данная тенденция вас не касается. Однако если ваш инструмент C, а на рабочем столе всегда лежит микроконтроллер, то язык ассемблера — то, что доктор прописал. В противном случае, путь в профессии будет коротким.

Книги

Zen of Assembly Language, Майкл Абраш – именно с этой книги стоит начать изучение, если уж без языка ассемблера вам не обойтись. Основная цель, которую пытается Абраш донести до читателя — это необходимость мыслить легко и широко (“иначе”) в решении сложных задач с помощью такого низкоуровневого инструмента;

Programming from the Ground Up, Джонатан Бартлетт –вторая книга по очереди для прочтения имеет более сухой язык изложения, зато изобилует полезными советами и техническими данными;

Introduction to 64 Bit Assembly Language, Programming for Linux and OS X, Рэй Сейфарт — в этой книге язык ассемблера рассматривается, как базис для всех систем и устройств. Новичку такая книга может показаться тяжелой для понимания, поэтому рекомендуется иметь за плечами хоть какие-то познания в программировании;

Assembly Language for x86 Processors, Уип Ирвинг — уже из названия вы можете понять, что это в большей степени справочная книга, рекомендуемая в учебных заведениях в качестве дополнительной литературы. Однако распространенность данных процессоров и практически неизбежность работы с ними, переносит эту книгу в раздел must-read.

Читать еще:  Разработчик языка программирования паскаль

Art of Assembly Language, Рэндэлл Хайд — еще одна прекрасная книга для новичков. Говорят, это одна из наиболее часто рекомендуемых книг в интернете в данной области;

PC Assembly Language, Пол Картер – обучающая языку ассемблера книга с огромным количеством примеров и конкретным их применением из реальной жизни;

Ассемблер и дизассемблирование, Пирогов Владислав – должна быть среди всего этого обучающего великолепия и книга на русском языке. Примеры кода, описание инструментов и ответы на актуальные вопросы новичков — всё прилагается;

Ассемблер? Это просто! Учимся программировать, Калашников Олег — книга второй ступени познания языка ассемблера. То лучше наложить информацию, описанную в ней, на ваши хотя бы минимальные уже полученные знания;

Ассемблер на примерах, Марек Рудольф — а вот эта книга, хоть и не российского производства (однако в оригинале вы её тоже вряд ли прочтёте), идеально подойдёт в качестве базиса. Всё доступно и понятно.

Как вы уже знаете, согласно последним мировым тенденциям, язык ассемблера снова входит в 10-ку самых популярных языков программирования. Как так получилось, что в мире, где большинство начинающих разработчиков с трудом представляет механизмы взаимодействия кода и машины, это первобытное создание вновь на виду? И главное: надо ли учить язык ассемблера? И как? Попробуем разобраться.

Краткая справка

Язык ассемблера – машинно-ориентированный код низкого уровня, первое упоминание о котором датировано 40-ми годами 20-го века в контексте взаимодействии с компьютером EDSAC. Несмотря на то, что он не всегда использует внутренние инструкции самих машин (всё-таки речь идёт об универсализации), это практически не вызывает потери в быстродействии, наоборот лишь предоставляя пользователю возможности для использования макрокоманд.

В этом и есть главная прелесть: обладая достаточно ограниченным набором команд и действий, язык ассемблера является универсальным средством, если вы хотите создать максимально быстро исполняемый код, а также пошагово отследить процессы, выполняемые машиной.

Исходя из этого выделим очевидные достоинства:

Быстродействие. Быстрее только использовать непосредственные инструкции процессора;

Безопасность. Низкоуровневость в данном случае практически исключает наличие белых пятен в коде;

Эффективность использования возможностей конкретной платформы. Ориентированность на используемую машину позволяет иметь серьезное преимущество по сравнению с высокоуровневыми языками;

Понимание исполняемого кода программистом. На таком уровне программирования код и действие имеют очевидно причинно-следственную связь.

Однако, глупо отрицать, что у столь старого языка есть явные недостатки:

Трудно выучить. Специализация на платформу, несколько диалектов — все это не способствует быстрому изучению и пониманию;

Тяжело читать. Большой листинг, простые однотипные операции;

Написание программ. Некоторые примитивные операции, описываемые в языках высокого уровня одной строкой, здесь могут вызывать настоящую головную боль у программиста;

Большинство используемых машин просто не нуждается в таком примитивном языке, как ассемблер;

Высокий порог входа. Представить исполняемый код в языке ассемблера сможет почти любой программист средней руки. Сделать это эффективнее компилятора — лишь малая часть;

Сильно ограниченное количество библиотек, сообществ, вспомогательных ресурсов по современным меркам.

Кому изучать?

Очевидно, что язык ассемблера был хорош и востребован во времена не слишком мощных компьютеров, но почему новый виток роста объявился сейчас? Всё просто: на мир огромной волной надвигается IoT. Использование многочисленных компьютеров, подчинённых одной цели, оправдывает себя только при общей максимально низкой себестоимости и высоком быстродействии, что вынуждает разработчиков обратится к старому-доброму языку ассемблера.

Таким образом, если вашей специализацией является разработка мобильных приложений, то данная тенденция вас не касается. Однако если ваш инструмент C, а на рабочем столе всегда лежит микроконтроллер, то язык ассемблера — то, что доктор прописал. В противном случае, путь в профессии будет коротким.

Книги

Zen of Assembly Language, Майкл Абраш – именно с этой книги стоит начать изучение, если уж без языка ассемблера вам не обойтись. Основная цель, которую пытается Абраш донести до читателя — это необходимость мыслить легко и широко (“иначе”) в решении сложных задач с помощью такого низкоуровневого инструмента;

Programming from the Ground Up, Джонатан Бартлетт –вторая книга по очереди для прочтения имеет более сухой язык изложения, зато изобилует полезными советами и техническими данными;

Introduction to 64 Bit Assembly Language, Programming for Linux and OS X, Рэй Сейфарт — в этой книге язык ассемблера рассматривается, как базис для всех систем и устройств. Новичку такая книга может показаться тяжелой для понимания, поэтому рекомендуется иметь за плечами хоть какие-то познания в программировании;

Assembly Language for x86 Processors, Уип Ирвинг — уже из названия вы можете понять, что это в большей степени справочная книга, рекомендуемая в учебных заведениях в качестве дополнительной литературы. Однако распространенность данных процессоров и практически неизбежность работы с ними, переносит эту книгу в раздел must-read.

Art of Assembly Language, Рэндэлл Хайд — еще одна прекрасная книга для новичков. Говорят, это одна из наиболее часто рекомендуемых книг в интернете в данной области;

PC Assembly Language, Пол Картер – обучающая языку ассемблера книга с огромным количеством примеров и конкретным их применением из реальной жизни;

Ассемблер и дизассемблирование, Пирогов Владислав – должна быть среди всего этого обучающего великолепия и книга на русском языке. Примеры кода, описание инструментов и ответы на актуальные вопросы новичков — всё прилагается;

Ассемблер? Это просто! Учимся программировать, Калашников Олег — книга второй ступени познания языка ассемблера. То лучше наложить информацию, описанную в ней, на ваши хотя бы минимальные уже полученные знания;

Ассемблер на примерах, Марек Рудольф — а вот эта книга, хоть и не российского производства (однако в оригинале вы её тоже вряд ли прочтёте), идеально подойдёт в качестве базиса. Всё доступно и понятно.

Assembler

Русский

Assembler. Практикум. 2-е ed. В. Юров

Каждая из двенадцати глав практикума посвящена определенной прикладной теме. Исчерпывающе .

    Программирование на языке ассемблера NASM для ОС Unix. А. Столяров

    Пособие основано на лекциях, читавшихся автором в рамках курса «Архитектура .

    Программирование на ассемблере на платформе x86-64. Р. Аблязов

    Издание предназначено для системных и низкоуровневых программистов, а также для .

    Ассемблер и программирование для IBM PC. Питер Абель

    Книга наиболее широко и полно охватывает все наиболее важные вопросы, .

    Ассемблер. Самоучитель. Александр Крупник

    Книга знакомит читателя с ассемблером — универсальным языком «низкого уровня», .

    Ассемблер — это просто. Учимся программировать . О. А. Калашников

    Подробно и доходчиво объясняются все основные вопросы программирования на ассемблере. .

    Assembler. Учебный курс. Пирогов

    Язык ассемблера фактически представляет собой машинный язык (язык процессора), где .

    Программирование на языке ассемблера для IBM PC. Д.Бредли

    Цель этой книги — научить писать программы на языке ассемблера .

    Ассемблер на примерах. Базовый курс. Рудольф Марек

    Эта книга представляет собой великолепное практическое руководство по основам программирования .

    Ассемблер для чайников. Поляков А.В.

    Данная книга предназначена для тех, кто уже имеет навыки программирования .

    Assembler. Учебник для вузов. 2-е изд. В. И. Юров

    В учебнике рассматриваются вопросы программирования на языке ассемблера для компьютеров .

    Программирование на Ассемблере для PIC. Носов

    Этот самоучитель был написан в 2007-2008 годах.
    Самоучитель прошел .

    English

    Introduction to 64 Bit Windows Assembly Programming. Seyfarth,Ray

    This book introduces programmers to 64 bit Intel assembly language .

    Dick Grune — Modern Compiler Design

    Twelve years have passed since the first edition of Modern .

    AMD x86-64 Architecture Programmer’s Manual Volume 2: System Programming

    This book is part of a multivolume work entitled the .

    Assembly Language for x86 Processors. Kip R. Irvine

    Assembly Language for x86 Processors, Seventh Edition, teaches assembly language .

    Professional Assembly Language. Blum

    Assembly language is one of the most misunderstood programming languages .

    Погружение в assembler. Полный курс по программированию на асме от ][

    Содержание статьи

    Это первая (вступительная) статья курса. Курс рассчитан на тех, кто в целом знаком с высокоуровневым программированием и только приступает к изучению ассемблера.

    Но что такое программирование само по себе по своей сути, вне зависимости от какого-либо языка? Разнообразие ответов поражает. Наиболее часто можно услышать такое определение: программирование — это составление инструкций или команд для последовательного исполнения их машиной с целью решить ту или иную задачу. Такой ответ вполне справедлив, но, на мой взгляд, не отражает всей полноты, как если бы мы назвали литературу составлением из слов предложений для последовательного прочтения их читателем. Я склонен полагать, что программирование ближе к творчеству, к искусству. Как любой вид искусства — выражение творческой мысли, идеи, программирование представляет собой отражение человеческой мысли. Мысль же бывает и гениальная, и совершенно посредственная.

    Но, каким бы видом программирования мы ни занимались, успех зависит от практических навыков вкупе со знанием фундаментальных основ и теории. Теория и практика, изучение и труд — вот краеугольные камни, на которых основывается успех.

    В последнее время ассемблер незаслуженно находится в тени других языков. Обусловлено это глобальной коммерциализацией, направленной на то, чтобы в максимально короткие сроки получить как можно большую прибыль от продукта. Иными словами, массовость взяла верх над элитарностью. А ассемблер, по моему мнению, ближе к последнему. Гораздо выгоднее в сравнительно небольшие сроки поднатаскать ученика в таких, например, языках, как С++, С#, PHP, Java, JavaScript, Python, чтобы он был более-менее способен создавать ширпотребный софт, не задаваясь вопросами, зачем и почему он так делает, чем выпустить хорошего специалиста по ассемблеру. Примером тому служит обширнейший рынок всевозможных курсов по программированию на любом языке, за исключением ассемблера. Та же тенденция прослеживается как в преподавании в вузах, так и в учебной литературе. В обоих случаях вплоть до сегодняшнего дня большая часть материала базируется на ранних процессорах серии 8086, на так называемом «реальном» 16-битном режиме работы, операционной среде MS-DOS! Возможно, что одна из причин в том, что, с одной стороны, с появлением компьютеров IBM PC преподавателям пришлось перейти именно на эту платформу из-за недоступности других. А с другой стороны, по мере развития линейки 80х86 возможность запуска программ в режиме DOS сохранялась, что позволяло сэкономить деньги на приобретение новых учебных компьютеров и составление учебников для изучения архитектуры новых процессоров. Однако сейчас такой выбор платформы для изучения совершенно неприемлем. MS-DOS как среда выполнения программ безнадежно устарела уже к середине девяностых годов, а с переходом к 32-битным процессорам, начиная с процессора 80386, сама система команд стала намного более логичной. Так что бессмысленно тратить время на изучение и объяснение странностей архитектуры реального режима, которые заведомо никогда уже не появятся ни на одном процессоре.

    Что касается выбора операционной среды для изучения ассемблера, то, если говорить о 32-битной системе команд, выбор сравнительно невелик. Это либо операционные системы Windows, либо представители семейства UNIX.

    Также следует сказать несколько слов о том, какой именно ассемблер выбрать для той или другой операционной среды. Как известно, для работы с процессорами х86 используются два типа синтаксиса ассемблера — это синтаксис AT&T и синтаксис Intel. Эти синтаксисы представляют одни и те же команды совершенно по-разному. Например, команда в синтаксисе Intel выглядит так:

    В синтаксисе же AT&T уже будет иной вид:

    В среде ОС UNIX более популярен синтаксис типа AT&T, однако учебных пособий по нему нет, он описывается исключительно в справочной и технической литературе. Поэтому логично выбрать ассемблер на основе синтаксиса Intel. Для UNIX-систем есть два основных ассемблера — это NASM (Netwide Assembler) и FASM (Flat Assembler). Для линейки Windows популярностью пользуются FASM и MASM (Macro Assembler) от фирмы Microsoft, и также существовал еще TASM (Turbo Assembler) фирмы Borland, которая уже довольно давно отказалась от поддержки собственного детища.

    В данном цикле статей изучение будем вести в среде Windows на основе языка ассемблера MASM (просто потому, что он мне нравится больше). Многие авторы на начальном этапе изучения ассемблера вписывают его в оболочку языка си, исходя из тех соображений, что перейти к практическим примерам в операционной среде якобы довольно трудно: нужно знать и основы программирования в ней, и команды процессора. Однако и такой подход требует хоть мало-мальских начатков знаний в языке си. Данный же цикл статей от самого своего начала будет сосредоточен только на самом ассемблере, не смущая читателя ничем иным, ему непонятным, хотя в дальнейшем и будет прослеживаться связь с другими языками.

    Следует отметить, что при изучении основ программирования, и это касается не только программирования на ассемблере, крайне полезно иметь представление о культуре консольных приложений. И совершенно нежелательно начинать обучение сразу же с создания окошечек, кнопочек, то есть с оконных приложений. Бытует мнение, что консоль — архаичный пережиток прошлого. Однако это не так. Консольное приложение почти лишено всякой внешней зависимости от оконной оболочки и сосредоточено главным образом на выполнении конкретно поставленной задачи, что дает прекрасную возможность, не отвлекаясь ни на что другое, концентрировать внимание на изучении базовых основ как программирования, так и самого ассемблера, включая знакомство с алгоритмами и их разработку для решения практических задач. И к тому моменту, когда настанет время перейти к знакомству с оконными приложениями, за плечами уже будет внушительный запас знаний, ясное представление о работе процессора и, самое главное, осознание своих действий: как и что работает, зачем и почему.

    Что такое ассемблер?

    Само слово ассемблер (assembler) переводится с английского как «сборщик». На самом деле так называется программа-транслятор, принимающая на входе текст, содержащий условные обозначения машинных команд, удобные для человека, и переводящая эти обозначения в последовательность соответствующих кодов машинных команд, понятных процессору. В отличие от машинных команд, их условные обозначения, называемые также мнемониками, запомнить сравнительно легко, так как они представляют собой сокращения от английских слов. В дальнейшем мы будем для простоты именовать мнемоники ассемблерными командами. Язык условных обозначений и называется языком ассемблера.

    На заре компьютерной эры первые ЭВМ занимали целые комнаты и весили не одну тонну, имея объем памяти с воробьиный мозг, а то и того меньше. Единственным способом программирования в те времена было вбивать программу в память компьютера непосредственно в цифровом виде, переключая тумблеры, проводки и кнопочки. Число таких переключений могло достигать нескольких сотен и росло по мере усложнения программ. Встал вопрос об экономии времени и денег. Поэтому следующим шагом в развитии стало появление в конце сороковых годов прошлого века первого транслятора-ассемблера, позволяющего удобно и просто писать машинные команды на человеческом языке и в результате автоматизировать весь процесс программирования, упростить, ускорить разработку программ и их отладку. Затем появились языки высокого уровня и компиляторы (более интеллектуальные генераторы кода с более понятного человеку языка) и интерпретаторы (исполнители написанной человеком программы на лету). Они совершенствовались, совершенствовались — и, наконец, дошло до того, что можно просто программировать мышкой.

    Таким образом, ассемблер — это машинно ориентированный язык программирования, позволяющий работать с компьютером напрямую, один на один. Отсюда и его полная формулировка — язык программирования низкого уровня второго поколения (после машинного кода). Команды ассемблера один в один соответствуют командам процессора, но поскольку существуют различные модели процессоров со своим собственным набором команд, то, соответственно, существуют и разновидности, или диалекты, языка ассемблера. Поэтому использование термина «язык ассемблера» может вызвать ошибочное мнение о существовании единого языка низкого уровня или хотя бы стандарта на такие языки. Его не существует. Поэтому при именовании языка, на котором написана конкретная программа, необходимо уточнять, для какой архитектуры она предназначена и на каком диалекте языка написана. Поскольку ассемблер привязан к устройству процессора, а тип процессора жестко определяет набор доступных команд машинного языка, то программы на ассемблере не переносимы на иную компьютерную архитектуру.

    Поскольку ассемблер всего лишь программа, написанная человеком, ничто не мешает другому программисту написать свой собственный ассемблер, что часто и происходит. На самом деле не так уж важно, язык какого именно ассемблера изучать. Главное — понять сам принцип работы на уровне команд процессора, и тогда не составит труда освоить не только другой ассемблер, но и любой другой процессор со своим набором команд.

    Синтаксис

    Общепринятого стандарта для синтаксиса языков ассемблера не существует. Однако большинство разработчиков языков ассемблера придерживаются общих традиционных подходов. Основные такие стандарты — Intel-синтаксис и AT&T-синтаксис.

    Общий формат записи инструкций одинаков для обоих стандартов:

    Опкод — это и есть собственно ассемблерная команда, мнемоника инструкции процессору. К ней могут быть добавлены префиксы (например, повторения, изменения типа адресации). В качестве операндов могут выступать константы, названия регистров, адреса в оперативной памяти и так далее. Различия между стандартами Intel и AT&T касаются в основном порядка перечисления операндов и их синтаксиса при разных методах адресации.

    Используемые команды обычно одинаковы для всех процессоров одной архитектуры или семейства архитектур (среди широко известных — команды процессоров и контроллеров Motorola, ARM, x86). Они описываются в спецификации процессоров.

    Например, процессор Zilog Z80 наследовал систему команд Intel i8080, расширил ее и поменял некоторые команды (и обозначения регистров) на свой лад. Например, сменил Intel-команду mov на ld. Процессоры Motorola Fireball наследовали систему команд Z80, несколько ее урезав. Вместе с тем Motorola официально вернулась к Intel-командам, и в данный момент половина ассемблеров для Fireball работает с Intel-командами, а половина — с командами Zilog.

    Директивы

    Кроме ассемблерных команд, программа может содержать директивы — команды, не переводящиеся непосредственно в машинные инструкции, а управляющие работой компилятора. Набор и синтаксис их значительно разнятся и зависят не от аппаратной платформы, а от используемого компилятора. В качестве набора директив можно выделить:

    • определение данных (констант и переменных);
    • управление организацией программы в памяти и параметрами выходного файла;
    • задание режима работы компилятора;
    • всевозможные абстракции (то есть элементы языков высокого уровня) — от оформления процедур и функций (для упрощения реализации передачи параметров) до условных конструкций и циклов;
    • макросы.

    Продолжение доступно только участникам

    Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

    Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», увеличит личную накопительную скидку и позволит накапливать профессиональный рейтинг Xakep Score! Подробнее

    Основы Ассемблера

    Когда вы пишете программу на ассемблере, вы просто пишете команды процессору. Команды процессору — это просто коды или коды операций или опкоды. Опкоды — фактически «читаемый текст»- версии шестнадцатеричных кодов. Из-за этого, ассемблер считается самым низкоуровневым языком программирования, все в ассемблере непосредственно преобразовывается в шестнадцатеричные коды. Другими словами, у вас нет компилятора, который преобразовывает язык высокого уровня в язык низкого уровня, ассемблер только преобразовывает коды ассемблера в данные.

    В этом уроке мы обсудим несколько опкодов, которые имеют отношение к вычислению, поразрядным операциям, и т.д. Другие опкоды: команды перехода, сравнения и т.д, будут обсуждены позже.

    Комментарии в ваших программах оставляются после точки с запятой. Точно также как в дельфи или си через //.

    Числа в ассемблере могут представляться в двоичной, десятеричной или шестнадцатеричной системе. Для того, чтобы показать в какой системе использовано число надо поставить после числа букву. Для бинарной системы пишется буква b (пример: 0000010b, 001011010b), для десятеричной системы можно ничего не указывать после числа или указать букву d (примеры: 4589, 2356d), для шестнадцатеричной системы надо указывать букву h, шестнадцатеричное число надо обязательно писать с нулём в начале (примеры: 00889h, 0AC45h, 056Fh, неправильно F145Ch, С123h).

    Самая первая команда будет хорошо всем известная MOV. Эта команда используется для копирования (не обращайте внимания на имя команды) значения из одного места в другое. Это ‘место’ может быть регистр, ячейка памяти или непосредственное значение (только как исходное значение). Синтаксис команды:

    Вы можете копировать значение из одного регистра в другой.

    Вышеприведенная команда копирует содержание ecx в edx. Размер источника и приемника должны быть одинаковыми,

    например: эта команда — НЕ допустима:

    Этот опкод пытается поместить DWORD (32-битное) значение в байт (8 битов). Это не может быть сделано mov командой (для этого есть другие команды).

    А эти команды правильные, потому что у них источник и приемник не отличаются по размеру:

    Вы также можете получить значение из памяти и поместить эго в регистр. Для примера возьмем следующую схему памяти:

    Значение смещения обозначено здесь как байт, но на самом деле это это — 32-разрядное значение. Возьмем для примера 3A, это также — 32-разрядное значение: 0000003Ah. Только, чтобы с экономить пространство, некоторые используют маленькие смещения.

    Посмотрите на смещение 3A в таблице выше. Данные на этом смещении — 25, 7A, 5E, 72, EF, и т.д. Чтобы поместить значение со смещения 3A, например, в регистр, вы также используете команду mov:

    Означает: поместить значение с размером DWORD (32-бита) из памяти со смещением 3Ah в регистр eax. После выполнения этой команды, eax будет содержать значение 725E7A25h. Возможно вы заметили, что это — инверсия того что находится в памяти: 25 7A 5E 72. Это потому, что значения сохраняются в памяти, используя формат little endian . Это означает, что самый младший байт сохраняется в наиболее значимом байте: порядок байтов задом на перед. Я думаю, что эти примеры покажут это:

    • dword (32-бит) значение 10203040 шестнадцатиричное сохраняется в памяти как: 40, 30, 20, 10
    • word (16-бит) значение 4050 шестнадцатиричное сохраняется в памяти как: 50, 40

    Вернемся к примеру выше. Вы также можете это делать и с другими размерами:

    Вы, наверное, уже поняли, что префикс ptr обозначает, что надо брать из памяти некоторый размер. А префикс перед ptr обозначает размер данных:

    Иногда размер можно не указывать:

    Так как eax — 32-разрядный регистр, ассемблер понимает, что ему также требуется 32-разрядное значение, в данном случае из памяти со смещением 403045h.

    Можно также непосредственные значения:

    Эта команда просто запишет в регистр edx, значение 5006. Скобки, [ и ], используются, для получения значения из памяти (в скобках находится смещение), без скобок, это просто непосредственное значение.

    Можно также использовать регистр как ячейку памяти (он должен быть 32-разрядным в 32-разрядных программах):

    В mov cx, [eax], процессор сначала смотрит, какое значение (= ячейке памяти) содержит eax, затем какое значение находится в той ячейке памяти, и помещает это значение (word, 16 бит, потому что приемник, cx, является 16-разрядным регистром) в CX.

    Стековые операции — PUSH, POP. Перед тем, как рассказать вам о стековых операциях, я уже объяснял вам, что такое стек. Стек это область в памяти, на которую указывает регистр стека ESP. Стек это место для хранения адресов возврата и временных значений. Есть две команды, для размещения значения в стеке и извлечения его из стека: PUSH и POP. Команда PUSH размещает значение в стеке, т.е. помещает значение в ячейку памяти, на которую указывает регистр ESP, после этого значение регистра ESP увеличивается на 4. Команда Pop извлекает значение из стека, т.е. извлекает значение из ячейки памяти, на которую указывает регистр ESP, после этого уменьшает значение регистра ESP на 4. Значение, помещенное в стек последним, извлекается первым. При помещении значения в стек, указатель стека уменьшается, а при извлечении — увеличивается. Рассмотрим пример:

    • 1: поместить 100 в ecx
    • 2: поместить 200 в eax
    • 3: разместить значение из ecx (=100) в стеке (размещается первым)
    • 4: разместить значение из eax (=200) в стеке (размещается последним)
    • 5/6/7: выполнение операций над ecx, значение в ecx изменяется
    • 8: извлечение значения из стека в ebx: ebx станет 200 (последнее размещение, первое извлечение)
    • 9: извлечение значения из стека в ecx: ecx снова станет 100 (первое размещение, последнее извлечение)

    Чтобы узнать, что происходит в памяти, при размещении и извлечении значений в стеке, см. на рисунок ниже:

    (стек здесь заполнен нулями, но в действительности это не так, как здесь). ESP стоит в том месте, на которое он указывает)

    Вызов подпрограмм возврат из них — CALL, RET. Команда call передает управление ближней или дальней процедуре с запоминанием в стеке адреса точки возврата. Команда ret возвращает управление из процедуры вызывающей программе, адрес возврата получает из стека. Пример:

    Когда выполняется команда call, процессор передает управление на код с адреса 455659, и выполняет его до команды ret, а затем возвращает управление команде следующей за call. Код который вызывается командой call называется процедурой. Вы можете поместить код, который вы часто используете в процедуру и каждый раз когда он вам нужен вызывать его командой call.

    Подробнее: команда call помещает регистр EIP (указатель на следующюю команду, которая должна быть выполнена) в стек, а команда ret извлекает его и передаёт управление этому адресу. Вы также можете определить аргументы, для вызываемой программы (процедуры). Это можно сделать через стек:

    Внутри процедуры, аргументы могут быть прочитаны из стека и использованы. Локальные переменные, т.е. данные, которые необходимы только внутри процедуры, также могут быть сохранены в стеке. Я не буду подробно рассказывать об этом, потому, что это может быть легко сделано в ассемблерах MASM и TASM. Просто запомните, что вы можете делать процедуры и что они могут использовать параметры.

    Одно важное замечание: регистр eax почти всегда используется для хранения результата процедуры.

    Это также применимо к функциям windows. Конечно, вы можете использовать любой другой регистр в ваших собственных процедурах, но это стандарт.

    Вот и кончился очередной урок. На следующем уроке мы напишем первую программу на ассемблере.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector