Cesko.wiki Jazyk symbolických adres
Author
Albert FloresJazyk symbolických adres (zkratka JSA), jazyk symbolických instrukcí nebo slangově assembler je v informatice nízkoúrovňový programovací jazyk, jehož základem jsou symbolické reprezentace jednotlivých strojových instrukcí a konstant potřebných pro vytvoření strojového kódu pro určitý procesor. Jazyk zpravidla vytváří výrobce pro konkrétní typ procesoru a jeho soubor instrukcí. Nejedná se tedy o jeden konkrétní jazyk, ale spíše o druh jazyka.
Jazyk je založen na náhradě kódů instrukcí mnemotechnickými zkratkami anglických slov, které vyjadřují, co daná strojová instrukce dělá. Dále jazyk umožňuje místo konkrétní číselné paměťové adresy používat symbolické adresy v podobě návěstí. +more Pro převod programu v JSA do strojového kódu se používá překladač, který se nazývá assembler. Tento název se v češtině přeneseně používá i pro samotný jazyk.
JSA umožňuje psát extrémně rychlé a paměťově úsporné programy. Jeho nevýhody jsou především závislost na konkrétním procesoru, tedy neumožňuje snadnou přenositelnost na jinou platformu, jeho kód je dlouhý a obtížně se hledají chyby. +more Proto se používá jen pro určité úlohy a ostatní části softwaru se vytvářejí ve vyšších programovacích jazycích.
Historie
JSA se poprvé objevily v 50. letech 20. +more století, kdy byly označovány jako druhá generace programovacích jazyků. Eliminovaly většinu chyb vznikajících při programování a časovou náročnost první generace programovacích jazyků tím, že odstranily nutnost pamatovat si číselné kódy jednotlivých strojových instrukcí, nutnost vypočítávat adresy skoků a umístění dat a zjednodušením (zkrácením) zápisu programu. Ve své době byly široce využívány pro všechny typy programování. Avšak v 80. letech (u mikropočítačů v 90. letech) byly nahrazeny programovacími jazyky s vyšší úrovní abstrakce, které přinášely vyšší produktivitu programování.
V současné době jsou JSA používány zejména pro přímé ovládání hardware, přístup ke specializovaným instrukcím procesoru nebo pro kritické úseky, kde je nutný vysoký výkon. Typicky se jedná o ovladače zařízení, nízkoúrovňové embedded systémy a operační systémy.
Pokročilé překladače JSA poskytují doplňující nástroje pro správu a vývoj kódu, řízení překladu programu, a podporu ladění. Mezi hlavní prvky patří také podpora maker, pak nazýváme takový překladač makro assembler.
Terminologie
Anglické slovo assembler znamená sestavovatel a označuje pouze překladač, tj. program, který sestavuje strojový kód. +more Programovací jazyk zpracovávaný takovým překladačem se označuje JSA, v angličtině se jmenuje assembly language.
Exaktní česká terminologie vychází z toho, že assembler označuje pouze překladač, zatímco programovací jazyk označuje výhradně jako jazyk symbolických adres (JSA), kterýžto výraz popisuje základní nabízenou výhodu - odstranění nutnosti ručně propočítávat veškeré adresy při překladu programu.
V praxi se ovšem velmi často pro označení JSA používá termín assembler (původem z anglického jazyka).
Charakteristika
JSA je programovací jazyk nejnižší úrovně a je závislý na strojovém kódu procesoru. Každá rodina procesorů má svůj vlastní odlišný JSA, protože ve strojových instrukcích různých rodin procesorů a možnosti rozdělování a adresování paměti bývají zásadní rozdíly. +more Každá firma vyrábějící procesory si definuje vlastní pravidla pro JSA svých procesorů, z kterých mohou (ale také nemusejí) vycházet nezávislí autoři a firmy.
Společným rysem drtivé většiny JSA je, že kódovou jednotkou je zde jeden řádek.
Program v JSA se skládá z překladových direktiv: tyto direktivy ovlivňují způsob překladu (například pro jakou verzi procesoru se překládá, zda se ignorují velká a malá písmena, zda se generuje výpis a s jakým stránkováním, atp. ). +more Rovněž označují začátek a konec kódových sekcí. strojových instrukcí: symbolicky zapsané strojové instrukce jsou při překladu nahrazeny odpovídajícím strojovým kódem definic obsahu paměti: můžeme inicializovat obsah paměti, nebo vyhradit v paměti místo pro proměnné návěstí: návěstí umožňují pojmenovat místa v paměti počítače. Návěstí umístěné před instrukcí se používá jako pro definici bodu v programu, na který můžeme skočit, návěstí umístěné před definicí obsahu paměti se používá při odkazování na tuto paměť maker: makra slouží pro nahrazení často používaných sekvencí instrukcí, umožňují zpřehlednit a zjednodušit kód vytvořením pseudoinstrukcí a formalizací často používaných konstrukcí podmínkových bloků: podmínkové bloky dovolují generovat odlišný kód v závislosti na nastavení překladových symbolů, což může být užitečné například při ladění, nebo u kódu určeného pro více platforem definic překladových symbolů: překladové symboly pomáhají při vytváření dobře strukturovaného kódu programu.
Assembler zpravidla překládá zdrojový kód na několik průchodů. To je dané tím, že při prvním průchodu nejsou známé adresy a hodnoty definované za překládaným řádkem, ovšem i při dalších průchodech se mohou adresy posunout, protože délka strojové instrukce může záviset na hodnotách adres a konstant, které byly v prvním průchodu neznámé, přičemž změnou původně předpokládané délky instrukce se mohou adresy opět posunout…
Příklad instrukce
Příkladem jednoho řádku - jedné instrukce jazyka symbolických adres procesoru x86/i386 (např. Intel 80386), s komentářem:
Do akumulátoru (l=low: dolní část) načti hodnotu 61 v hexadecimální soustavě mov al, 61h
stejná instrukce ve strojovém kódu o délce 2 bajtů:
10110000 01100001
Instrukce říká: do registru „al“ vlož číslo 61 šestnáctkové soustavy (číslo 97 v desítkové soustavě). Za středníkem je komentář, který není součástí výsledného programu. +more Instrukce „mov“ (zkratka anglického move, „přesun“) znamená přiřazení hodnoty, „al“ je označení dolního bajtu („l“=low) registru pojmenovanáho akumulátor („a“), následuje čárkou oddělený parametr - zde vkládaná hodnota.
Ve strojovém kódu je první bajt (10110000) kódem instrukce mov al, druhý bajt (01100001) je parametr - číslo 61h.
Program „Ahoj světe!“
Hello world v MASM pro Windows:
model flat, stdcall option casemap :none include windows. +moreinc include kernel32. inc . data message db "Ahoj svete. ",13,10 . code main proc invoke GetStdHandle, STD_OUTPUT_HANDLE invoke WriteConsoleA, eax, addr message, sizeof message, 0, 0 ret main endp end main.
Hello world v NASM pro DOS:
[org 100h] [bits 16] jmp START
Nastavit pozici kurzoru IN: dl = x, dh = y curto: xor bh,bh mov ah,2 int 10h ret
Napsat barevne znaky, ale neposouvat kurzor IN: al = char, bl = color, cx = count putchar: xor bh,bh mov ah,9 int 10h ret
Napsat znak a posunout kurzor IN: al = char wrchar: xor bh,bh mov ah,0Eh int 10h ret
Cist klavesu s cekanim OUT: al = ASCII code || 0, ah = scan code inkey: mov ah,0 int 16h ret
Napsat textovy retezec ukonceny binarni nulou IN: ds:si -> null_terminated_string writez: l_writez1: lodsb or al,al jz l_writez9 xor bh,bh mov ah,0Eh int 10h jmp l_writez1 l_writez9: ret
msg1: db "Ahoj svete!", 13,10, 0
START: push cs pop ds mov si,msg1 call writez
END: mov ax,4C00h int 21h
Související články
Externí odkazy
[url=https://web. archive. +moreorg/web/20160909000435/http://zxm. speccy. cz/files/down/Bitydobytu. pdf]Bity do bytu[/url] - krásná učebnice assembleru procesoru Z80 od spisovatele, novináře, popularizátora počítačů Ladislava Zajíčka * [url=http://www. epstudio. cz/~papousek/]Učebnice assembleru x86[/url] * [url=https://web. archive. org/web/20140404022922/http://strojak. cz/]Naučte se assembler 8080, Z80, 6502[/url] - učebnice assembleru osmibitových procesorů.