Lenguaje ensamblador
El lenguaje ensamblador es un tipo de lenguaje de bajo nivel utilizado para escribir programas informáticos, y constituye la representación más directa del código máquina específico para cada arquitectura de computadoras legible por un programador.
Fue usado principalmente en los inicios del desarrollo de software, cuando aún no se contaba con los potentes lenguajes de alto nivel. Actualmente se utiliza con frecuencia en ambientes académicos y de investigación, especialmente cuando se requiere la manipulación directa de hardware, se pretenden altos rendimientos o un uso de recursos controlado y reducido.
Muchos dispositivos programables (como los microcontroladores) aun cuentan con el ensamblador como la única manera de ser manipulados.
Ensambladores
Un ensamblador (assembler en inglés) es un programa que crea código objeto traduciendo instrucciones nemócodigos de un programa fuente escrito en ensamblador a códigos ejecutables e interpretando los nombres simbólicos para direcciones de memoria y otras entidades (ensamblado). El uso de referencias simbólicas es una característica básica del lenguaje ensamblador, evitando tediosos cálculos y direccionamiento manual después de cada modificación del programa. La mayoría de los ensambladores también incluyen facilidades para crear macros, a fin de generar series de instrucciones cortas que se ejecutan en tiempo real, que insertan el código de la macro, en dicha posición, en lugar de utilizar subrutinas.
Los ensambladores han estado disponibles desde la década de 1950. Los ensambladores modernos, especialmente para arquitecturas basadas en RISC que pueden ejecutar varias instrucciones simultáneamente, como por ejemplo MIPS, SPARC y PA-RISC optimizan las instrucciones para explotar al máximo la eficiencia de segmentación2 de la CPU.
Los ensambladores avanzados ofrecen posibilidades de abstracción que incluyen:
• Control avanzado de estructuras.
• Procedimientos de alto nivel, declaración de funciones.
• Tipos de datos que incluyen estructuras, registros, uniones, clases y conjuntos.
• Sofisticado procesamiento de macros.
Lenguaje
Un programa escrito en lenguaje ensamblador consiste en una serie de instrucciones que corresponden al flujo de órdenes ejecutables que pueden ser cargadas en la memoria de un sistema basado en microprocesador.
Por ejemplo, un procesador x86 puede ejecutar la siguiente instrucción binaria como se expresa en código de máquina:
• Binario: 10110000 01100001 (Hexadecimal: 0xb061)
La representación equivalente en lenguaje ensamblador es más fácil de recordar:
• MOV al, 061h
Esta instrucción significa:
• Asigna el valor hexadecimal 61 (97 decimal) al registro "al".
El mnemónico "mov" es un código de operación u "opcode", elegido por los diseñadores de la colección de instrucciones para abreviar "move" (mover, pero en el sentido de copiar valores de un sitio a otro). El opcode es seguido por una lista de argumentos o parámetros, completando una instrucción de ensamblador típica.
La transformación del lenguaje ensamblador en código máquina la realiza un programa Ensamblador, y la traducción inversa la puede efectuar un desensamblador. A diferencia de los lenguajes de alto nivel, aquí hay usualmente una correspondencia 1 a 1 entre las instrucciones simples del ensamblador y el lenguaje de máquina. Sin embargo, en algunos casos, un ensamblador puede proveer "pseudo instrucciones" que se expanden en un código de máquina más extenso a fin de proveer la funcionalidad necesaria. Por ejemplo, para un código máquina condicional como "si X mayor o igual que" , un ensamblador puede utilizar una pseudoinstrucción al grupo "haga si menor que" , y "si = 0" sobre el resultado de la condición anterior. Los Ensambladores más completos también proveen un rico lenguaje de macros que se utiliza para generar código más complejo y secuencias de datos.
El uso del ensamblador no resuelve definitivamente el problema de cómo programar un sistema basado en microprocesador de modo sencillo ya que para hacer un uso eficiente del mismo, hay que conocer a fondo el microprocesador, los registros de trabajo de que dispone, la estructura de la memoria, y muchas cosas más referentes a su estructura básica de funcionamiento.
Cada arquitectura de microprocesadores tiene su propio lenguaje de máquina, y en consecuencia su propio lenguaje ensamblador ya que este se encuentra muy ligado al la estructura del hardware para el cual se programa. Los microprocesadores difieren en el tipo y número de operaciones que soportan; también pueden tener diferente cantidad de registros, y distinta representación de los tipos de datos en memoria. Aunque la mayoría de los microprocesadores son capaces de cumplir esencialmente las mismas funciones, la forma en que lo hacen difiere y los respectivos lenguajes ensamblador reflejan tal diferencia.
Pueden existir múltiples conjuntos de mnemónicos o sintáxis de lenguaje ensamblador para un mismo conjunto de instrucciones, instanciados típicamente en diferentes programas en ensamblador. En estos casos, la alternativa más popular es la provista por los fabricantes, y usada en los manuales del programa.
Ejemplos de lenguaje ensamblador
Ejemplo 1
El siguiente es un ejemplo del programa clásico Hola mundo escrito para la arquitectura de procesador x86 (bajo el sistema operativo DOS).
.model small
.stack
.data
Cadena1 DB 'Hola Mundo.$'
.code
programa:
mov ax, @data
mov ds, ax
mov dx, offset Cadena1
mov ah, 9
int 21h
int 20h
end programa
Ejemplo 2
Código en lenguaje ensamblador para µC Intel 80C51:
ORG 8030H
T05SEG:
SETB TR0
JNB uSEG,T05SEG ;esta subrutina es utilizada
CLR TR0 ;para realizar una cuenta de
CPL uSEG ;0,5 segundos mediante la
MOV R1,DPL ;interrupción del timer 0.
MOV R2,DPH
CJNE R2,#07H,T05SEG
CJNE R1,#78H,T05SEG
MOV DPTR,#0000H
RET
Ejemplo 3
Código en lenguaje ensamblador para µC 16F84 de Microchip:
ORG 0
Inicio
bsf STATUS,RP0
clrf PORTB
movlw 0xFF
movwf PORTA
bcf STATUS,RP0
Principal
movf PORTA,W
movwf Contador
movf Contador,F
btfsc STATUS,Z
goto PuntoDecimal
sublw d'9'
btfss STATUS,C
END
Bibliografía
• Dominic Sweetman: See MIPS Run. Morgan Kaufmann Publishers. ISBN 1-55860-410-3
• Robert Britton: MIPS Assembly Language Programming. Prentice Hall. ISBN 0-13-142044-5
• John Waldron: Introduction to RISC Assembly Language Programming. Addison Wesley. ISBN 0-201-39828-1
El lenguaje ensamblador es un tipo de lenguaje de bajo nivel utilizado para escribir programas informáticos, y constituye la representación más directa del código máquina específico para cada arquitectura de computadoras legible por un programador.
Fue usado principalmente en los inicios del desarrollo de software, cuando aún no se contaba con los potentes lenguajes de alto nivel. Actualmente se utiliza con frecuencia en ambientes académicos y de investigación, especialmente cuando se requiere la manipulación directa de hardware, se pretenden altos rendimientos o un uso de recursos controlado y reducido.
Muchos dispositivos programables (como los microcontroladores) aun cuentan con el ensamblador como la única manera de ser manipulados.
Ensambladores
Un ensamblador (assembler en inglés) es un programa que crea código objeto traduciendo instrucciones nemócodigos de un programa fuente escrito en ensamblador a códigos ejecutables e interpretando los nombres simbólicos para direcciones de memoria y otras entidades (ensamblado). El uso de referencias simbólicas es una característica básica del lenguaje ensamblador, evitando tediosos cálculos y direccionamiento manual después de cada modificación del programa. La mayoría de los ensambladores también incluyen facilidades para crear macros, a fin de generar series de instrucciones cortas que se ejecutan en tiempo real, que insertan el código de la macro, en dicha posición, en lugar de utilizar subrutinas.
Los ensambladores han estado disponibles desde la década de 1950. Los ensambladores modernos, especialmente para arquitecturas basadas en RISC que pueden ejecutar varias instrucciones simultáneamente, como por ejemplo MIPS, SPARC y PA-RISC optimizan las instrucciones para explotar al máximo la eficiencia de segmentación2 de la CPU.
Los ensambladores avanzados ofrecen posibilidades de abstracción que incluyen:
• Control avanzado de estructuras.
• Procedimientos de alto nivel, declaración de funciones.
• Tipos de datos que incluyen estructuras, registros, uniones, clases y conjuntos.
• Sofisticado procesamiento de macros.
Lenguaje
Un programa escrito en lenguaje ensamblador consiste en una serie de instrucciones que corresponden al flujo de órdenes ejecutables que pueden ser cargadas en la memoria de un sistema basado en microprocesador.
Por ejemplo, un procesador x86 puede ejecutar la siguiente instrucción binaria como se expresa en código de máquina:
• Binario: 10110000 01100001 (Hexadecimal: 0xb061)
La representación equivalente en lenguaje ensamblador es más fácil de recordar:
• MOV al, 061h
Esta instrucción significa:
• Asigna el valor hexadecimal 61 (97 decimal) al registro "al".
El mnemónico "mov" es un código de operación u "opcode", elegido por los diseñadores de la colección de instrucciones para abreviar "move" (mover, pero en el sentido de copiar valores de un sitio a otro). El opcode es seguido por una lista de argumentos o parámetros, completando una instrucción de ensamblador típica.
La transformación del lenguaje ensamblador en código máquina la realiza un programa Ensamblador, y la traducción inversa la puede efectuar un desensamblador. A diferencia de los lenguajes de alto nivel, aquí hay usualmente una correspondencia 1 a 1 entre las instrucciones simples del ensamblador y el lenguaje de máquina. Sin embargo, en algunos casos, un ensamblador puede proveer "pseudo instrucciones" que se expanden en un código de máquina más extenso a fin de proveer la funcionalidad necesaria. Por ejemplo, para un código máquina condicional como "si X mayor o igual que" , un ensamblador puede utilizar una pseudoinstrucción al grupo "haga si menor que" , y "si = 0" sobre el resultado de la condición anterior. Los Ensambladores más completos también proveen un rico lenguaje de macros que se utiliza para generar código más complejo y secuencias de datos.
El uso del ensamblador no resuelve definitivamente el problema de cómo programar un sistema basado en microprocesador de modo sencillo ya que para hacer un uso eficiente del mismo, hay que conocer a fondo el microprocesador, los registros de trabajo de que dispone, la estructura de la memoria, y muchas cosas más referentes a su estructura básica de funcionamiento.
Cada arquitectura de microprocesadores tiene su propio lenguaje de máquina, y en consecuencia su propio lenguaje ensamblador ya que este se encuentra muy ligado al la estructura del hardware para el cual se programa. Los microprocesadores difieren en el tipo y número de operaciones que soportan; también pueden tener diferente cantidad de registros, y distinta representación de los tipos de datos en memoria. Aunque la mayoría de los microprocesadores son capaces de cumplir esencialmente las mismas funciones, la forma en que lo hacen difiere y los respectivos lenguajes ensamblador reflejan tal diferencia.
Pueden existir múltiples conjuntos de mnemónicos o sintáxis de lenguaje ensamblador para un mismo conjunto de instrucciones, instanciados típicamente en diferentes programas en ensamblador. En estos casos, la alternativa más popular es la provista por los fabricantes, y usada en los manuales del programa.
Ejemplos de lenguaje ensamblador
Ejemplo 1
El siguiente es un ejemplo del programa clásico Hola mundo escrito para la arquitectura de procesador x86 (bajo el sistema operativo DOS).
.model small
.stack
.data
Cadena1 DB 'Hola Mundo.$'
.code
programa:
mov ax, @data
mov ds, ax
mov dx, offset Cadena1
mov ah, 9
int 21h
int 20h
end programa
Ejemplo 2
Código en lenguaje ensamblador para µC Intel 80C51:
ORG 8030H
T05SEG:
SETB TR0
JNB uSEG,T05SEG ;esta subrutina es utilizada
CLR TR0 ;para realizar una cuenta de
CPL uSEG ;0,5 segundos mediante la
MOV R1,DPL ;interrupción del timer 0.
MOV R2,DPH
CJNE R2,#07H,T05SEG
CJNE R1,#78H,T05SEG
MOV DPTR,#0000H
RET
Ejemplo 3
Código en lenguaje ensamblador para µC 16F84 de Microchip:
ORG 0
Inicio
bsf STATUS,RP0
clrf PORTB
movlw 0xFF
movwf PORTA
bcf STATUS,RP0
Principal
movf PORTA,W
movwf Contador
movf Contador,F
btfsc STATUS,Z
goto PuntoDecimal
sublw d'9'
btfss STATUS,C
END
Bibliografía
• Dominic Sweetman: See MIPS Run. Morgan Kaufmann Publishers. ISBN 1-55860-410-3
• Robert Britton: MIPS Assembly Language Programming. Prentice Hall. ISBN 0-13-142044-5
• John Waldron: Introduction to RISC Assembly Language Programming. Addison Wesley. ISBN 0-201-39828-1
Ensamblador
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