Jazyk symbolických inštrukcií

Jazyk symbolických inštrukcií alebo jazyk symbolických adries (skr. JSI či JSA), nesprávny populárny názov tiež assembler či asembler pozri (asembler) je pre ľudí na čítanie vhodná forma strojového kódu. Zjednodušenie je založené na nahradení binárnych kódov skrátenými názvami (tzv. mnemonikou) „príkazov“ (inštrukcií).

Pracovať priamo so strojovým kódom je pre človeka veľmi zložité, pretože programy v strojovom kóde sú postupnosťami čísel. Preto bolo potrebné vytvoriť jazyk, ktorý by bol zrozumiteľný pre človeka a zároveň by bol priamočiaro transformovateľný do strojového kódu. Jazyk symbolických adries je programovací jazyk, v ktorom každý kód inštrukcie generuje jednu inštrukciu strojového jazyka, viazanú na konkrétny procesor počítača, kontrastne k vyššiemu programovaciemu jazyku, kde sa príkaz už neviaže na konkrétny počítač alebo operačný systém.

Napríklad v počítači s procesorom kompatibilným s architektúrou x86/IA-32 tento strojový kód:

10110000 01100001

možno v JSI zapísať takto:

mov  al, 061h

čo znamená, že treba presunúť hodnotu 61 v šestnástkovej sústave (97 v desiatkovej) do registra s názvom „al“.

Základné pojmy

• Inštrukcia procesora – základný prvok činnosti, ktorú vykonáva procesor (Central Processor Unit).
• Register – (register procesora) malá, veľmi rýchla pamäťová oblasť umiestnená vo vnútri procesora. Register je pomenovaný. Možno do neho uložiť obvykle len niekoľko bitov informácií. Je používaný ako dočasný pamäťový priestor pre dáta, s ktorými sa práve počíta.
• Adresa – celé číslo ukazujúce na miesto v pamäti
• Prerušenie – je udalosť, pri ktorej procesor prestane vykonávať inštrukcie práve vykonávaného programu a dočasne začne vykonávať program iný, obsluhujúci prerušenie

• ALU (aritmeticko logická jednotka) – Vykonáva operácie spojené so spracovaním dát: matematické, logické a posuvy (rotácie).
• Pamäť – (memory) zariadenie umožňujúce uchovať informácie (vo forme binárne kódovaných dát).
• Adresa v pamäti – číselné označenie miesta v pamäti
• Radič – zariadenie prevádzajúce príkazy v symbolickej forme (inštrukcie) na postupnosť signálov ovládajúcich pripojené zariadenie

Niektoré inštrukcie procesorov typu x86

Inštrukcia MOV

Syntax: MOV cieľ, zdroj

Slúži k presunom, kopírovaniu zdrojového operandu do cieľového. Všetky operandy inštrukcie mov musia mať rovnakú veľkosť.

Príklad použitia:

  mov ax, [cislo]  ;do registra ax vloží hodnotu premennej cislo
  mov [cislo], ax  ;do premennej cislo vloží hodnotu registra ax
  mov bx, cx       ;do registra bx vloží hodnotu registra cx
  mov al, 1        ;do registra al vloží konštantu 1
  mov ax, 0        ;vynuluje register ax (al aj ah)

Aritmetická inštrukcia ADD

Syntax: ADD o1, o2 Sčíta oba operandy a výsledok uloží do operandu o1, jeho predchádzajúca hodnota je stratená.

Príklad použitia:

  mov ax, 5   ;do registra ax vloží 5
  mov cx, 10  ;do registra cx vloží 10
  add cx, ax  ;sčíta cx + ax = cx

Aritmetická inštrukcia SUBB

Syntax: SUBB o1, o2 Odčíta o1 – o2 a výsledok sa uloží do o1; jeho pôvodná hodnota sa stratí.

Príklad použitia:

  add eax, 10    ;k registru eax pripočíta 10
  subb ecx, ebp  ;register ecx – ebp = ecx
  subb ah, al    ;od registra ah odčíta al a výsledok uloží do ;ah

Aritmetická inštrukcia INC a DEC

Syntax: INC o1 alebo DEC o1 Inštrukcia pripočítava (INC) alebo odpočítava (DEC) jediný operand o jednotku.

Príklad použitia:

  add al, 1         ;správne ale požiadavku možno 
  inc al            ;splniť aj takto
  dec dx            ;odčítame 1 od hodnoty registra dx
  inc word [cislo]  ;pripočítame 1 do šestnásťbitovej premennej ;číslo, napovedali sme rozsah (0-65535, tj. 16 ;bitov)

Aritmetická inštrukcia MUL a DIV

Syntax: MUL r/m8/16/32 alebo DIV r/m8/16/32

Inštrukcia MUL (multiply) slúži na násobenie, DIV (divide) slúži na delenie. Aby nebola inštrukcia MUL a DIV príliš zložitá, bolo rozhodnuté, že jeden operand a výsledok bude uložený v (rovnakom) pevne danom registre. Umiestnenie druhého operandu bolo ponechané na programátorovi.

Príklad použitia:

  mov al, bh  ;register bh nahrá do al
  mul cl      ;vynásobí al s cl, výsledok bude uložený v ax
  mov ax, 25  ;do ax vložíme 25
  mov cl, 5   ;do cl vložíme 5
  div cl      ;vydelíme cl (ax / cl = výsl. (v registri ax))
  mov bx, ax  ;výsledok prekopírujeme do bx

Prekladače JSA

Existuje veľké množstvo prekladačov JSA, pre architektúru x86 napríklad:

• Flat Assembler (FASM) – open source assembler pre procesory x86, sebakompilujúci
• Netwide Assembler (NASM) – open source assembler pre procesory x86, sám napísaný v jazyku C
• GNU Assembler (gas) – súčasť projektu GNU, multiplatformový, používa sa predovšetkým pre kód vložený v programoch v jazyku C
• Microsoft Macro Assembler (MASM) – prekladač od firmy Microsoft
• Turbo Assembler (TASM) – překladač firmy Borland

Literatúra

• JÁNOŠÍKOVÁ, Ľudmila. Programovanie v jazyku symbolických adries pre 32-bitové procesory Intel. Žilina : Žilinská univerzita, 2000. Dostupné online. ISBN 80-7100-723-4.