Assembler. Для DOS, Windows и Unix

Введение в мир ассемблера

Книга Сергея Зубкова открывается фундаментальным объяснением роли ассемблера в современном программировании. Автор подчёркивает, что, несмотря на распространение высокоуровневых языков, понимание машинного кода остаётся ключом к оптимизации критически важных участков программ. Читатель погружается в архитектуру процессоров x86, где каждая глава последовательно раскрывает связь между регистрами, флагами и системой команд. Особое внимание уделяется различиям между реальным и защищённым режимами работы процессора — это становится лейтмотивом всей книги.

Базовые концепции и инструментарий

Зубков детально разбирает структуру ассемблерных инструкций, начиная с простейших MOV и ADD, постепенно переходя к сложным манипуляциям с сегментными регистрами. Читатель узнаёт о роли ассемблера NASM и MASM, особенностях синтаксиса Intel и AT&T. Автор приводит примеры ручной оптимизации циклов, демонстрируя, как замена одной инструкции может ускорить выполнение кода на 20%. Эти уроки закладывают основу для понимания последующих разделов, посвящённых конкретным ОС.

Программирование для DOS: погружение в реальный режим

В разделе о DOS автор воскрешает эпоху 16-битных систем, объясняя работу с прерываниями INT 21h. Читатель шаг за шагом создаёт программу для вывода текста на экран, управляя курсором через BIOS. Зубков раскрывает тонкости прямого доступа к видеопамяти по адресу 0xB8000, сопровождая примеры анимацией символов. Особый интерес вызывает глава о резидентных программах (TSR), где объясняется перехват системных прерываний для создания фоновых процессов — приём, ранее использовавшийся в вирусах и русификаторах.

Работа с железом напрямую

Через пример управления звуковой картой через порт 0x61 автор демонстрирует мощь низкоуровневого программирования. Читатель учится генерировать звуковые сигналы без использования API, напрямую программируя таймер 8254. Эти знания становятся мостом к пониманию современных аппаратных абстракций. Отдельная глава посвящена преодолению ограничений DOS Extender для работы с расширенной памятью — критически важный навык для разработки игр конца 1990-х.

Windows: защищённый режим и API

Переход к 32-битной архитектуре представлен как революция. Зубков объясняет модель плоской памяти, концепцию кольца защиты и особенности вызова WinAPI через STDCALL. Читатель сравнивает два подхода: прямое обращение к API через библиотеки kernel32.dll и скрытую магию высокоуровневых языков. На примере создания оконного приложения автор показывает сложности ручного управления message loop, подчёркивая преимущества ассемблера для создания минималистичных EXE-файлов.

Секреты оптимизации под Windows

Самый объёмный подраздел раскрывает техники ускорения графических алгоритмов. Используя SSE-инструкции, читатель учится обрабатывать пиксели блоками по 16 байт. Автор предупреждает о ловушках выравнивания памяти и особенностях работы с кэшем процессора. Особое внимание уделяется интеграции ассемблерных вставок в C++ код — здесь подробно разбирается синтаксис __asm в Visual Studio и атрибуты GCC.

Unix-системы: от Linux до BSD

В разделе, посвящённом Unix-подобным ОС, книга преображается. Автор переключается на синтаксис AT&T, объясняя различия в порядке операндов. Читатель погружается в мир системных вызовов через INT 80h (для x86) и SYSCALL (для x86_64). На примере простого веб-сервера демонстрируется преимущество ассемблера для создания минималистичных сетевых демонов. Зубков не обходит стороной и современные тенденции — глава о работе с Raspberry Pi раскрывает особенности ARM-ассемблера.

Особенности кросс-платформенной разработки

Сравнивая подходы для разных ОС, автор выделяет общие паттерны. Читатель узнаёт, как один и тот же алгоритм сортировки реализуется через Windows API, Linux syscalls и DOS-прерывания. Подробно разбирается концепция системных вызовов как универсального языка ОС. Зубков даёт практические советы по написанию переносимого кода, используя макросы и условную компиляцию.

Практикум: от теории к реальным проектам

Завершающая часть книги — сборник проектов возрастающей сложности. От создания драйвера мыши до реализации простого файлового менеджера — каждый пример подчёркивает уникальные возможности ассемблера. Особенно выделяется глава о реверс-инжиниринге: читатель учится анализировать машинный код, модифицировать исполняемые файлы и патчить работающие процессы.

Оптимизация критических участков

На примере алгоритма SHA-256 автор демонстрирует, как ручная оптимизация на ассемблере превосходит компилятор. Читатель изучает техники распараллеливания через SIMD-инструкции, управление конвейером процессора и предвыборку данных. Эти знания становятся ключом к созданию высокопроизводительных библиотек для криптографии и обработки сигналов.