汇编语言 计算机

汇编语言图册

汇编语言是一种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。汇编语言，作为一门语言，对应于高级语言的编译器，需要一个“汇编器”来把汇编语言原文件汇编成机器可执行的代码。高级的汇编器如MASM，TASM等等为我们写汇编程序提供了很多类似于高级语言的特征，比如结构化、抽象等。在这样的环境中编写的汇编程序，有很大一部分是面向汇编器的伪指令，已经类同于高级语言。现在的汇编环境已经如此高级，即使全部用汇编语言来编写windows的应用程序也是可行的，但这不是汇编语言的长处。汇编语言的长处在于编写高效且需要对机器硬件精确控制的程序。[1]

符号语言

在汇编语言中，用助记符(Memoni)代替操作码，用地址符号(Symbol)或标号(Label)代替地址码。这样用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言变成了汇编语言。因此汇编语言亦称为符号语言。

汇编

使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中语言处理系统软件。汇编语言编译器把汇编程序翻译成机器语言的过程称为汇编。

不能通用

汇编语言比机器语言易于读写、调试和修改，同时具有机器语言全部优点。但在编写复杂程序时，相对高级语言代码量较大，而且汇编语言依赖于具体的处理器体系结构，不能通用，因此不能直接在不同处理器体系结构之间移植。

汇编语言是直接面向处理器（Processor）的程序设计语言。处理器是在指令的控制下工作的，处理器可以识别的每一条指令称为机器指令。每一种处理器都有自己可以识别的一整套指令，称为指令集。处理器执行指令时，根据不同的指令采取不同的动作，完成不同的功能，既可以改变自己内部的工作状态，也能控制其它外围电路的工作状态。

在电路中，每条机器指令都表现为一组电信号，通过一排导线进入处理器。这些电信号有的呈高电平，有的呈低电平，哪些为高，哪些为低，取决于不同的机器指令。如果把高电平记为“1”，低电平记为“0”，那么，不同的机器指令将表现为不同的二进制序列，由于它们的无规律性，这就使得机器指令难以理解、书写和记忆。

人类最容易接受自己每天都使用的自然语言。为了使机器指令的书写和理解变得容易，需要借鉴自然语言的优点，为此就引入了汇编语言。汇编语言使用符号来代表不同的机器指令，而这些符号非常接近于自然语言的要素。基本上，汇编语言里的每一条指令，都对应着处理器的一条机器指令。

汇编语言包括两个部分：语法部分和汇编器。语法部分提供与机器指令相对应的助记符，方便指令的书写和阅读。当然，汇编语言的符号可以被人类接受，但不能被处理器识别，为此，还要由汇编语言编译器将这些助记符转换成机器指令。

根据应用领域的不同，处理器的种类繁多，比如用于工业控制和嵌入式计算的Z80、MC6800 0和MCS-51、广泛应用于个人计算机的INTELx86系列，以及基于ARM体系结构的处理器，包括苹果公司在内的大企业都是ARM的客户。事实上，今天的ARM是最受欢迎的32位嵌入式处理器，而且，今天的ARM处理器比INTEL奔腾系列卖得还多，基本上是3:1的比例。不同的处理器有不同的指令集。正是因为这个原因，每一种处理器都会有自己专属的汇编语言语法规则和编译器。即使是同一种类型的处理器，也可能拥有不同的汇编语言编译器。一个明显的例子是INTEL x86系列的处理器，围绕它就开发出好多种编译器来，如MASM、NAS M、FASM、TASM、GAS和AT&T等。而且，每一种编译器，都使用不同的语法。

优点

汇编语言直接同计算机的底层软件甚至硬件进行交互，它具有如下一些优点：

（1）能够直接访问与硬件相关的存储器或I/O端口；

（2）能够不受编译器的限制，对生成的二进制代码进行完全的控制；

（3）能够对关键代码进行更准确的控制，避免因线程共同访问或者硬件设备共享引起的死锁；

（4）能够根据特定的应用对代码做最佳的优化，提高运行速度；

（5）能够最大限度地发挥硬件的功能。

（6）汇编语言用来编制系统软件和过程控制软件，其目标程序占用内存空间少，运行速度快，有着高级语言不可替代的用途。

缺点

同时还应该认识到，汇编语言是一种层次非常低的语言，它仅仅高于直接手工编写二进制的机器指令码，因此不可避免地存在一些缺点：

（1）编写的代码非常难懂，不好维护；

（2）很容易产生bug，难于调试；

（3）只能针对特定的体系结构和处理器进行优化；

（4）开发效率很低，时间长且单调。

（5）汇编语言像机器指令一样，是硬件操作的控制信息，因而仍然是面向机器的语言，使用起来还是比较繁琐费时，通用性也差。

历史上，汇编语言曾经是非常流行的程序设计语言之一。随着软件规模的增长，以及随之而来的对软件开发进度和效率的要求，高级语言逐渐取代了汇编语言。但即便如此，高级语言也不可能完全替代汇编语言的作用。就拿Linux内核来讲，虽然绝大部分代码是用C语言编写的，但仍然不可避免地在某些关键地方使用了汇编代码。由于这部分代码与硬件的关系非常密切，即使是C语言也会显得力不从心，而汇编语言则能够很好扬长避短，最大限度地发挥硬件的性能。

首先，汇编语言的大部分语句直接对应着机器指令，执行速度快，效率高，代码体积小，在

那些存储器容量有限，但需要快速和实时响应的场合比较有用，比如仪器仪表和工业控制设备中。

其次，在系统程序的核心部分，以及与系统硬件频繁打交道的部分，可以使用汇编语言。比如操作系统的核心程序段、I/O接口电路的初始化程序、外部设备的低层驱动程序，以及频繁调用的子程序、动态连接库、某些高级绘图程序、视频游戏程序等等。

再次，汇编语言可以用于软件的加密和解密、计算机病毒的分析和防治，以及程序的调试和错误分析等各个方面。

最后，通过学习汇编语言，能够加深对计算机原理和操作系统等课程的理解。通过学习和使用汇编语言，能够感知、体会和理解机器的逻辑功能，向上为理解各种软件系统的原理，打下技术理论基础；向下为掌握硬件系统的原理，打下实践应用基础。

汇编代码

作为最基本的编程语言之一，汇编语言虽然应用的范围不算很广，但重要性却勿庸置疑，因为它能够完成许多其它语言所无法完成的功能。就拿Linux内核来讲，虽然绝大部分代码是用 C 语言编写的，但仍然不可避免地在某些关键地方使用了汇编代码，其中主要是在 L inux 的启动部分。由于这部分代码与硬件的关系非常密切，即使是 C 语言也会有些力不从心，而汇编语言则能够很好扬长避短，最大限度地发挥硬件的性能。

Linux程序员

大多数情况下 Linux 程序员不需要使用汇编语言，因为即便是硬件驱动这样的底层程序在 Linux 操作系统中也可以用完全用 C 语言来实现，再加上 GCC 这一优秀的编译器目前已经能够对最终生成的代码进行很好的优化，的确有足够的理由让我们可以暂时将汇编语言抛在一边了。但实现情况是 Linux 程序员有时还是需要使用汇编，或者不得不使用汇编，理由很简单：精简、高效和 libc 无关性。假设要移植 Linux 到某一特定的嵌入式硬件环境下，首先必然面临如何减少系统大小、提高执行效率等问题，此时或许只有汇编语言能帮上忙了。

优点

汇编语言直接同计算机的底层软件甚至硬件进行交互，它具有如下一些优点：

能够直接访问与硬件相关的存储器或 I/O 端口；

能够不受编译器的限制，对生成的二进制代码进行完全的控制；