Assembly Dili Nedir? Assembly dili biliyorum derken hangi işlemci ve hangi işletim sistemi için olduğunu da ifade etmek gerekir.

Transkript

1 Assembly Dili Nedir? Assembly dili biliyorum derken hangi işlemci ve hangi işletim sistemi için olduğunu da ifade etmek gerekir. Bunun için X86 PC Assembly dili, Power PC Assembly dili veya 8051 Assembly dili biliyorum denilebilir. Hatta bu bile tam anmalı ile yeterli değildir. Mesela X86 PC Assembly dili donanım platformunu tanımlar ve bu donanımı çalıştıracak işletim sistemi Windows, Linux, Solaris olabilir.

2 Her bir işletim sisteminin hafızayı ele alış şekli başka olduğundan programcılar işletim sisteminin hafıza organizasyonunu göz önüne almak zoryndadırlar. Ayrıca kodlarınızı derlerken kullandığınız program olan Assembler da işe ayrı bir sınırlama koyar. Örneğin donanım X86 bir PC, işletim sistemi Windows olsun, bu durumda assembler olarak Netwide kullanırsanız farklı Turbo assembler kullanırsanız farklı talimatlarla program kodu yazmak zorunda kalırsınız ve bu kodlar adı geçen assembler programları tarafından makine koduna çevrilirler.

3 Sonuç olarak assembly dilinin programcılık açısından en büyük dezavantajı budur. Fakat assembly yi hızlı ve özelliklede sağlam bir dil yapan unsurlarda bu dezavantajın sonucudur. Bunca donanım ve işletim sistemi içinde acaba hangisi en çok kullanılıyor? Intel in işlemcileri ve Microsoft un işletim sistemleri tabi ki. "Bu programa dili zor mudur?" sorusuna, programlama dilini bırak adı bile zor diyebilirsiniz.

4 Assembler bir çeşit programdır ve assembly kodlarını makine kodlarına çevirir. X86 uyumlu PC ler için en popüler assembler lar TASM, MASM ve NASM dır. X86 ailesi için daha başka assemblerlarda mevcut fakat en çok kullanılanlar MASM ve TASM.asm uzantılı bir dosyanın içindeki assembly ifadelerini ve direktiflerini okur ve bunları makine kodlarına dönüştürür.

5 NASM ise TASM ile MASM ın bu yaptığına ek olarak Linux ve Unix ortamlarında da çalışır. TASM ve MASM kardeş assemblerlardır. Yazım kuralları hemen hemen aynıdır. Peki hangi assemblerı seçmeli? Aslında bu yapacağınız projeye bağlı tabiki, örneğin Visual Studio IDE si ile C++ uygulamaları geliştiriyorsanız MASM kullanmanız daha akıllıca olur, en azından MSDN de desteği mevcut. Biz hem TASM hemde MASM ı kullanacağız

6 Assembly Dilinde Program Kodlama: Sadece Assembly dili için geliştirilmiş editör yoktur. Windows un tüm versiyonlarında da mevcut olan edit.com kullanılabilir. Yada notepad, wordpad gibi bir editörde kullanılabilir ama program dosyası ANSI olarak kaydedilmelidir. Biz npp kullanacağız ama GVIM editörünü de kullanabiliriz. GVIM hemen hemen tüm popüler assembler söz dizimini (syntax) desteklediği gibi tüm popüler programlama dillerinin de söz dizimini destekleyen bir editördür.

7 Bu editörü den indirebilirsiniz. NotePad, GVIM veya herhangi bir editörünü çalıştırıp örnek programınızı yazıp kaydediniz. Artık programınızı derleyebilirsiniz.

8 MASM de derlemek için 1.MASM yi indirip MASM dizinine açın. 2.Yazdığınız ornek1.asm dosyasınıda bu dizine kopyalayın 3.ml/c dosyaadi.asm şeklinde kaynak kodunuzu assembly ediniz, 4.Bu işlemin sonunda assembler ornek1.obj adında bir obje dosyası oluşturur, 5.Program dosyası oluşturmak için.obj uzantılı dosyayı link16 ornek1.obj komutu ile link etmeniz gerekiyor. Bundan sonraki adımları enter ı tuşlayarak geçin. 6.Programınızı dosya adını yazarak çalıştırabilirsiniz.

9

10 TASM de derlemek için 1.TASM yi indirip TASM dizinine açın. 2.Yazdığınız ornek1.asm dosyasınıda bu dizine kopyalayın 3.tasm dosyaadi.asm şeklinde kaynak kodunuzu assembly ediniz, 4.Bu işlemin sonunda assembler ornek1.obj adında bir obje dosyası oluşturur, 5.program dosyası oluşturmak için.obj uzantılı dosyayı tlink ornek1.obj komutu ile link etmeniz gerekiyor.

11 MASM için 1-ml/c ornek1.asm 2-link16 ornek1.obj TASM için 1-tasm ornek1.asm 2-tlink ornek1.obj

12

13 6.Programınızı dosya adını yazarak çalıştırabilirsiniz. Dikkat ederseniz her iki assemblerda aynı kaynak kodunu derledi ve sonunda.exe uzantılı bir program dosyası oluşturdu. İki assemblerın da çok fazla ortak yanı vardır fakat bu aynı oldukları anlamına gelmez ve her zamanda aynı kaynak kodunu derlemeyebilirler. Buradaki basit bir program olduğundan sorun çıkmadı. Belirli bir seviyeye gelene kadar hangi assemblerı kullandığınızın pek bir önemi yok.

14 Şimdi kaynak kodlarımızı bir daha gözden geçirelim ve dikkatimizi rakamların sonundaki h harfine odaklayalım. h harfi burada rakamın veya sayının hexadecimal (16lık sayı sistemi) olduğunu gösterir. Biz debug ile program yazarken bunu belirtmemiştik çünkü debug her yazılan sayıyı hex. olarak (daha doğrusu binary olarak) kabul eder.

15 Hafızanın Mantıksal Yapısı: Bir mikroişlemcinin ne kadarlık bir hafızaya erişebileceği adres yolu ile doğru orantılıdır. Adres yolu 16 bit olan bir mikroişlemci 2 16 yani adet hafıza konumuna erişebilir işlemcisi 20 bitlik bir adres yoluna sahiptir ve adresleyebileceği alan 2 20 = yani 1 MB. a denk gelir işlemcisinin adres yolu 24 bitlik ti ve 2 24 = hücreyi, başka bir deyişle 16MB. lık bir hafıza alanını adresleyebilir.

16 Günümüzde kullanılan mikroişlemcilerin adres yolu çoğunlukla 32 bitliktir, buda 4 Milyar küsür hafıza konumuna denk gelir. Artık 64 bit devride başladı. Her ne kadar mikroişlemci böyle büyük hafıza alanlarını desteklese de böyle bir alanı kullanabilmemiz hafızayı nasıl organize edileceğine bağlıdır. Hafıza organizasyonuna yapılan bu yaklaşıma hafızanın mantıksal yapısı diyebiliriz.

17 Hafızanın mantıksal yapısı çalışma moduna göre değişiklik gösterir ve çalışma modu işletim sistemleri tarafından belirlenir. X86 uyumlu tüm PC ler Real(gerçek) Mod denilen çalışma modunda açılırlar, daha sonra işletim sistemine göre hafıza farklı bir şekil alabilir. Örneğin Linux yada Windows işletim sistemi yükleniyorsa hafıza Protected Mod (korumalı mod) denilen yapıya bürünür. DOS işletim sistemi yükleniyorsa hafıza real mod da kalır. Birde korumalı mod altında DOS programlarını çalıştırmak ve korumalı mod ile real mod programları arasında geçiş yapmak için windows işletim sisteminin Virtual Protected Mod u vardır.

18 Real mod da hafıza 64Kb lık segmentlerden oluşur ve bu segment içindeki her byte a erişmek için offset adresleri kullanılır. Bu durumda; Hafızanın tamamı Excell sayfası, Segmentler Satırlar ve Ofsetler Sütunlar(adreslenebilen her byte) olarak düşünülebilir.

19 Mikroişlemci hafızanın herhangi bir konumuna erişirken segment adresini segment kaydedicilerinden, offset adresini de; şayet erişilecek olan bir komut kodu ise IP kaydedicisinden alır. Erişilecek olan veri (değişken, karakter vs.) ise verinin türüne göre offset adresini tutacak olan kaydedici değişir, örneğin erişilecek veri stack ta (yığın bellekte diyebilirsiniz) ise buradaki verinin offset adresini SP (stack pointer) tutar.

20 Segment kaydedicileri 16 bitliktir, real mod da offset adresleri index kaydedicilerinin 16 bitlik kısımlarında (SP,BP,SI,DI) veya 16 bitlik olan IP kaydedicisinde tutulur. Bu durum xxxx:xxxx formatında gösterilir. Örneğin 3456:76A3 real modda bir hafıza adresini gösterir. Burada; 3456 segment adresi 76A3 ofset adresidir.

21 3456:76A3 gibi bir adres gösteriminde 3456 yı satır numarası olarak düşünürsek bu satırda 0000-FFFF arasında adet offset adresi (sütun) mevcuttur diyebiliriz ve bu konumların her biri 1 byte a denk gelir. Hafızanın gerçek yapısını göz önüne alırsak örneğin 8086 işlemcisi en fazla 1MB. lık hafızayı adresleyebilir fakat xxxx:xxxx şeklinde bir gösterim 4GB lık bir alana denk gelir (FFFF kere FFFF). Hal böyle olunca işlemci real modda çalışırken gerçek adresi bulmak için bir hesaplama yapar çünkü gerçekte hafıza real mod da 00000h-FFFFFh arasında anlamlıdır.

22

23

24 Real mod da gerçek adres şu formülle bulunur; 045F:0032 adresi için, segment adresi 4 bit sola kaydırılır veya başka bir deyişle adresin sonuna 4 adet 0 getirilir (0000)2=(0)16 böylece segment adresi 045F0 olur, sonra buna offset adresi eklenir ve gerçek adres bulunur. 045F0h+0032h=04622h gerçek hafıza adresidir. 045F0h h 04622h

25 Gerçek modda bilgisayarınız Pentium 4 bile olsa hafızanın sadece 1MB. lık alanını adresleyebilirsiniz, ayrıca sadece kaydedicilerin 16 bitlik kısımlarını kullanabilirsiniz. Bu son model ferrari nizi otobanda 1. viteste sürmeye benzer. Bir programın çalışma süreci genel olarak şöyledir, program önce hafızaya yüklenir ve mikroişlemci ilk komuttan itibaren programı satır-satır icra etmeye başlar.

26 Bu program hafızaya yüklenirken hafızada mantıksal olarak 3 tane segment oluşturacak 1.si 32 byte lık stack segment bölgesi 2. si 3 byte lık data segment bölgesi 3.sü kodların kapladığı alan kadar code segment bölgesi. İşlemci kaydedicileride programın yüklenme sürecinde ilk değerlerini alırlar. Örneğin CS kaydedicisi code segment bölgesinin segment adresini ve IP kaydediciside bu bölgede bulunan kodların ilkinin offset adresinin değerini alır. Kaynak